DE112021004980T5 - Laser irradiation head and laser irradiation device - Google Patents

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Abstract

Ein Laserbestrahlungskopf weist Folgendes auf: ein Halbleiterlasermodul mit einem Halbleiterlaserelement und einer Linse; einen Wärmeableiter mit einem Strömungskanal für ein Kältemittel; und einen ersten Rohrverbinder, an dem ein erstes Rohr zum Zuführen des Kältemittels zu dem Strömungskanal anbringbar und abnehmbar ist. Der Wärmeableiter weist eine äußere Oberfläche auf, die einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich aufweist, der sich mit dem ersten Bereich überschneidet, wobei das Halbleiterlasermodul im ersten Bereich mit dem Wärmeableiter verschraubt ist und der erste Rohrverbinder im zweiten Bereich mit dem Wärmeableiter verschraubt ist.A laser irradiation head includes: a semiconductor laser module having a semiconductor laser element and a lens; a heat sink with a flow channel for a refrigerant; and a first pipe connector to which a first pipe for supplying the refrigerant to the flow passage is attachable and detachable. The heat sink has an outer surface having a first region and a second region intersecting with the first region, the semiconductor laser module being bolted to the heat sink in the first region and the first tube connector being bolted to the heat sink in the second region.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Laserbestrahlungskopf und eine Laserbestrahlungseinrichtung.The present disclosure relates to a laser irradiation head and a laser irradiation device.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

In der Patentliteratur 1 wird beschrieben, dass in einer Lasereinrichtung, die einen Halbleiterlaser und einen Kühlmantel umfasst, der Halbleiterlaser an einer vorbestimmten Position auf dem Kühlmantel mittels eines Wärmeübertragungshaftmittels angebracht ist.In Patent Literature 1, it is described that in a laser device including a semiconductor laser and a cooling jacket, the semiconductor laser is attached at a predetermined position on the cooling jacket by means of a heat transfer adhesive.

LITERATURLISTELITERATURE LIST

PATENTLITERATURPATENT LITERATURE

Patentliteratur 1: Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 2006-339569Patent Literature 1: Unexamined Japanese Patent Publication No. 2006-339569

DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION

TECHNISCHE AUFGABETECHNICAL TASK

Wenn die in der Patentliteratur 1 beschriebene Lasereinrichtung an einem beweglichen Mechanismus, wie z. B. einem Roboterarm, befestigt ist und als Laserbestrahlungskopf verwendet wird, fällt der Halbleiterlaser unerwartet von der vorbestimmten Position auf dem Kühlmantel ab, wenn sich das Haftmittel verschlechtert. Die in der Patentliteratur 1 beschriebene Lasereinrichtung ist nämlich nicht für Anwendungen geeignet, bei denen die Lasereinrichtung an dem beweglichen Mechanismus befestigt ist und verwendet wird.When the laser device described in Patent Literature 1 is attached to a movable mechanism such as a a robot arm and used as a laser irradiation head, the semiconductor laser unexpectedly falls off from the predetermined position on the cooling jacket when the adhesive deteriorates. Namely, the laser device described in Patent Literature 1 is not suitable for applications in which the laser device is attached to the movable mechanism and used.

Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, einen Laserbestrahlungskopf vorzusehen, der für Anwendungen geeignet ist, bei denen der Laserbestrahlungskopf an einem beweglichen Mechanismus angebracht ist und verwendet wird, sowie eine Laserbestrahlungseinrichtung, die einen solchen Laserbestrahlungskopf enthält.An object of the present disclosure is to provide a laser irradiation head suitable for applications in which the laser irradiation head is attached to and used on a movable mechanism, and a laser irradiation device including such a laser irradiation head.

LÖSUNG DER AUFGABESOLUTION OF THE TASK

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Laserbestrahlungskopf vorgesehen, der Folgendes aufweist: ein Halbleiterlasermodul mit einem Halbleiterlaserelement und einer Linse; einen Wärmeableiter mit einem Strömungskanal eines Kältemittels; und einen ersten Rohrverbinder, an und von dem ein erstes Rohr zum Zuführen des Kältemittels zu dem Strömungskanal anbringbar und abnehmbar ist. Der Wärmeableiter hat eine äußere Oberfläche, die einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich aufweist, der sich mit dem ersten Bereich überschneidet, wobei das Halbleiterlasermodul im ersten Bereich mit dem Wärmeableiter verschraubt ist und der erste Rohrverbinder im zweiten Bereich mit dem Wärmeableiter verschraubt ist.According to an aspect of the present disclosure, there is provided a laser irradiation head including: a semiconductor laser module having a semiconductor laser element and a lens; a heat sink having a flow channel of a refrigerant; and a first pipe connector to and from which a first pipe for supplying the refrigerant to the flow passage is attachable and detachable. The heat sink has an outer surface having a first region and a second region intersecting with the first region, the semiconductor laser module being bolted to the heat sink in the first region and the first tube connector being bolted to the heat sink in the second region.

In dem Laserbestrahlungskopf sind das Halbleiterlasermodul und der erste Rohrverbinder mit dem Wärmeableiter verschraubt. Dementsprechend kann verhindert werden, dass das Halbleiterlasermodul und der erste Rohrverbinder unerwartet von dem Wärmeableiter abfallen, wenn der Laserbestrahlungskopf an einem beweglichen Mechanismus, wie z. B. einem Roboterarm, angebracht ist und verwendet wird. Außerdem befindet sich der zweite Bereich, in dem der erste Rohrverbinder mit dem Wärmeableiter verschraubt ist, in einer Lage, in der er sich mit dem ersten Bereich, in dem das Halbleiterlasermodul mit dem Wärmeableiter verschraubt ist, überschneidet. Dementsprechend ist es möglich, das Halbleiterlasermodul und den ersten Rohrverbinder räumlich effizient auf dem Wärmeableiter anzuordnen und gleichzeitig die Größe des Wärmeableiters zu reduzieren. Wie oben beschrieben, eignet sich der Laserbestrahlungskopf für Anwendungen, bei denen der Laserbestrahlungskopf an dem beweglichen Mechanismus befestigt ist und verwendet wird.In the laser irradiation head, the semiconductor laser module and the first tube connector are screwed to the heat sink. Accordingly, the semiconductor laser module and the first tube connector can be prevented from falling off from the heat sink unexpectedly when the laser irradiation head is attached to a movable mechanism such as a slide. B. a robotic arm, attached and used. In addition, the second area where the first pipe joint is screwed to the heat sink is in a position where it intersects with the first area where the semiconductor laser module is screwed to the heat sink. Accordingly, it is possible to arrange the semiconductor laser module and the first tube connector on the heat sink in a space-efficient manner while reducing the size of the heat sink. As described above, the laser irradiation head is suitable for applications where the laser irradiation head is attached to the movable mechanism and used.

Der Laserbestrahlungskopf gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ferner ein zweites Rohrverbindungsstück aufweisen, an und von dem ein zweites Rohr zum Ablassen des Kältemittels aus dem Strömungskanal anbringbar und abnehmbar ist, und das zweite Rohrverbindungsstück kann mit dem Wärmeableiter in dem zweiten Bereich verschraubt werden. Gemäß diesem Aspekt kann bei der Verwendung des Laserbestrahlungskopfes, der an dem beweglichen Mechanismus, wie beispielsweise einem Roboterarm, angebracht ist, ein unerwartetes Abfallen des zweiten Rohrverbinders von dem Wärmeableiter verhindert werden. Weiterhin ist es möglich, das Halbleiterlasermodul, den ersten Rohrverbinder und den zweiten Rohrverbinder räumlich effizient auf dem Wärmeableiter anzuordnen und dabei die Größe des Wärmeableiters zu reduzieren.The laser irradiation head according to an aspect of the present disclosure may further include a second joint fitting to which a second pipe for discharging the refrigerant from the flow passage is attachable and detachable, and the second joint fitting can be screwed to the heat sink in the second region. According to this aspect, when using the laser irradiation head attached to the movable mechanism such as a robot arm, the second pipe joint can be prevented from falling off unexpectedly from the heat sink. Furthermore, it is possible to arrange the semiconductor laser module, the first pipe joint and the second pipe joint on the heat sink in a space-efficient manner while reducing the size of the heat sink.

In dem Laserbestrahlungskopf gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Wärmeableiter einen Körperabschnitt mit dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich und einen Deckelabschnitt aufweisen, wobei der Körperabschnitt einen Ausnehmungsabschnitt aufweisen kann, der den Strömungskanal und eine Öffnung gegenüber dem ersten Bereich enthält, und wobei der Deckelabschnitt an dem Körperabschnitt angebracht sein kann, um einen Öffnungsabschnitt des Ausnehmungsabschnitts zu schließen. Gemäß diesem Aspekt kann die Wartung des Strömungskanals in einem Zustand durchgeführt werden, in dem das Halbleiterlasermodul und der erste Rohrverbinder mit dem Körperabschnitt des Wärmeableiters verschraubt sind.In the laser irradiation head according to an aspect of the present disclosure, the heat sink may have a body portion having the first area and the second area and a lid portion, wherein the body portion may have a recessed portion containing the flow channel and an opening opposite to the first area, and wherein the Lid portion may be attached to the body portion to close an opening portion of the recess portion. According to this aspect, the maintenance of the flow channel in be performed in a state where the semiconductor laser module and the first pipe connector are screwed to the body portion of the heat sink.

In dem Laserbestrahlungskopf gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Körperabschnitt einen unteren Wandabschnitt und einen Seitenwandabschnitt aufweisen, die den Ausnehmungsabschnitt definieren, und einen Vorsprungsabschnitt, der aus dem unteren Wandabschnitt in den Ausnehmungsabschnitt hervorsteht, und der untere Wandabschnitt, der Seitenwandabschnitt und der Vorsprungsabschnitt können einstückig ausgebildet sein. Gemäß diesem Aspekt kann die Kühlwirkung des Halbleiterlasermoduls, das mit dem Körperabschnitt verschraubt ist, verbessert werden, da Wärme leicht zwischen dem unteren Wandabschnitt, dem Seitenwandabschnitt und den Vorsprungsabschnitten übertragen wird.In the laser irradiation head according to an aspect of the present disclosure, the body portion may have a bottom wall portion and a side wall portion that define the recessed portion, and a projection portion that protrudes from the bottom wall portion into the recessed portion, and the bottom wall portion, the side wall portion, and the projection portion be formed in one piece. According to this aspect, since heat is easily transmitted between the bottom wall portion, the side wall portion, and the boss portions, the cooling effect of the semiconductor laser module bolted to the body portion can be enhanced.

In dem Laserbestrahlungskopf gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Halbleiterlasermodul im ersten Bereich an den Seitenwandabschnitt geschraubt sein. Gemäß diesem Aspekt kann die Stabilität der Verschraubung des Halbleiterlasermoduls mit dem Körperabschnitt verbessert werden.In the laser irradiation head according to an aspect of the present disclosure, the semiconductor laser module may be screwed to the side wall portion in the first region. According to this aspect, the stability of screwing the semiconductor laser module to the body portion can be improved.

In dem Laserbestrahlungskopf gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Halbleiterlasermodul ferner ein Gehäuse aufweisen, welches das Halbleiterlaserelement aufnimmt, sowie ein Trägerelement, welches die Linse trägt. Gemäß diesem Aspekt kann der Freiheitsgrad bei der Gestaltung der Linse in Bezug auf das Halbleiterlaserelement verbessert werden.In the laser irradiation head according to an aspect of the present disclosure, the semiconductor laser module may further include a case that houses the semiconductor laser element and a support member that supports the lens. According to this aspect, the degree of freedom in designing the lens with respect to the semiconductor laser element can be improved.

Der Laserbestrahlungskopf gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ferner ein Installationselement aufweisen, das zwischen dem Wärmeableiter und dem Halbleiterlasermodul angeordnet ist, und das Gehäuse und das Trägerelement können mit dem Wärmeableiter in dem ersten Bereich verschraubt sein, wobei das Installationselement dazwischen angeordnet ist. Gemäß diesem Aspekt ist es beispielsweise im Vergleich zu einer Ausgestaltung, bei der das Gehäuse und das Trägerelement als abgetrennte Elemente angeordnet sind, möglich, eine optische Achse des Halbleiterlaserelements und eine optische Achse der Linse einfach und genau aufeinander auszurichten.The laser irradiation head according to an aspect of the present disclosure may further include an installation member interposed between the heat sink and the semiconductor laser module, and the case and the support member may be screwed to the heat sink in the first region with the installation member interposed therebetween. According to this aspect, for example, compared to a configuration in which the housing and the support member are arranged as separate members, it is possible to easily and accurately align an optical axis of the semiconductor laser element and an optical axis of the lens.

Bei dem Laserbestrahlungskopf gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Installationselement eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche parallel zu dem ersten Bereich aufweisen, die zweite Oberfläche kann sich an einer niedrigeren Position als die erste Oberfläche befinden, das Gehäuse kann auf der ersten Oberfläche angeordnet sein, und das Trägerelement kann auf der zweiten Oberfläche angeordnet sein. Gemäß diesem Aspekt ist es zum Beispiel bei einer großen Linse möglich, die optische Achse des Halbleiterlaserelements und die optische Achse der Linse einfach und genau aufeinander auszurichten.In the laser irradiation head according to an aspect of the present disclosure, the installation member may have a first surface and a second surface parallel to the first area, the second surface may be at a lower position than the first surface, the housing may be arranged on the first surface , and the support member may be disposed on the second surface. According to this aspect, for example, in a large lens, it is possible to easily and accurately align the optical axis of the semiconductor laser element and the optical axis of the lens.

Der Laserbestrahlungskopf gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ferner ein Peltier-Element aufweisen, das zwischen dem Wärmeableiter und dem Installationselement angeordnet ist. Gemäß diesem Aspekt kann das Halbleiterlasermodul durch Abgabe von Wärme aus dem Peltier-Element an den Wärmeableiter so gekühlt werden, dass die Temperatur des Halbleiterlaserelements konstant wird.The laser irradiation head according to an aspect of the present disclosure may further include a Peltier element disposed between the heat sink and the installation member. According to this aspect, the semiconductor laser module can be cooled by dissipating heat from the Peltier element to the heat sink so that the temperature of the semiconductor laser element becomes constant.

Bei dem Laserbestrahlungskopf gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung können das Gehäuse und das Trägerelement im ersten Bereich direkt mit dem Wärmeableiter verschraubt sein. Gemäß diesem Aspekt ist es beispielsweise im Vergleich zu der Ausgestaltung, bei der das Gehäuse und das Trägerelement als abgetrennte Elemente angeordnet sind, möglich, die optische Achse des Halbleiterlaserelements und die optische Achse der Linse einfach und genau zueinander auszurichten und gleichzeitig den Aufbau zu vereinfachen.In the laser irradiation head according to an aspect of the present disclosure, the housing and the supporting member can be directly screwed to the heat sink in the first region. According to this aspect, for example, compared to the configuration in which the housing and the support member are arranged as separate members, it is possible to easily and accurately align the optical axis of the semiconductor laser element and the optical axis of the lens with each other while simplifying the structure.

In dem Laserbestrahlungskopf gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Wärmeableiter eine dritte Oberfläche und eine vierte Oberfläche aufweisen, die der erste Bereich sind, die vierte Oberfläche kann an einer niedrigeren Position als die dritte Oberfläche angeordnet sein, das Gehäuse kann auf der dritten Oberfläche angeordnet sein, und das Trägerelement kann auf der vierten Oberfläche angeordnet sein. Gemäß diesem Aspekt ist es beispielsweise bei einer großen Größe der Linse möglich, die optische Achse des Halbleiterlaserelements und die optische Achse der Linse einfach und genau aufeinander auszurichten.In the laser irradiation head according to an aspect of the present disclosure, the heat sink may have a third surface and a fourth surface, which are the first area, the fourth surface may be arranged at a lower position than the third surface, the housing may be arranged on the third surface and the support member may be disposed on the fourth surface. According to this aspect, for example, when the size of the lens is large, it is possible to easily and accurately align the optical axis of the semiconductor laser element and the optical axis of the lens.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Laserbestrahlungseinrichtung vorgesehen, die Folgendes aufweist: den Laserbestrahlungskopf; das erste Rohr, das eine Flexibilität aufweist und mit dem ersten Rohrverbinder verbunden ist; eine Kältemittel-Versorgungsquelle, die so ausgestaltet ist, dass sie das Kältemittel dem Strömungskanal durch das erste Rohr zuführt; und einen Bewegungsmechanismus, der so ausgestaltet ist, dass er den Laserbestrahlungskopf bewegt.According to an aspect of the present disclosure, there is provided a laser irradiation device including: the laser irradiation head; the first tube having flexibility and connected to the first tube connector; a refrigerant supply source configured to supply the refrigerant to the flow passage through the first tube; and a moving mechanism configured to move the laser irradiation head.

Gemäß der Laserbestrahlungseinrichtung ist es möglich, eine geeignete Laserbestrahlung zu realisieren.According to the laser irradiation facility, it is possible to realize appropriate laser irradiation.

VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNGADVANTAGEOUS EFFECTS OF THE INVENTION

Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, einen Laserbestrahlungskopf vorzusehen, der für Anwendungen geeignet ist, bei denen der Laserbestrahlungskopf an dem beweglichen Mechanismus angebracht ist und verwendet wird, und die Laserbestrahlungseinrichtung, die einen solchen Laserbestrahlungskopf aufweist.According to the present disclosure, it is possible to provide a laser irradiation head suitable for applications in which the laser irradiation head is attached to and used on the movable mechanism, and the laser irradiation device having such a laser irradiation head.

Figurenlistecharacter list

  • 1 ist eine Ansicht der Ausgestaltung einer Laserbestrahlungseinrichtung einer Ausführungsform. 1 Fig. 12 is a configuration view of a laser irradiation apparatus of an embodiment.
  • 2 ist eine Draufsicht auf die Laserbestrahlungseinrichtung, die in 1 gezeigt ist. 2 is a plan view of the laser irradiation device shown in FIG 1 is shown.
  • 3 ist eine Seitenansicht der Laserbestrahlungseinrichtung, die in 2 gezeigt ist. 3 is a side view of the laser irradiation device shown in FIG 2 is shown.
  • 4 ist eine Vorderansicht der in 2 dargestellten Laserbestrahlungseinrichtung. 4 is a front view of the in 2 illustrated laser irradiation device.
  • 5 ist eine Querschnittsansicht der Laserbestrahlungseinrichtung entlang der in 2 dargestellten Linie V-V. 5 Fig. 12 is a cross-sectional view of the laser irradiation device along the line in Fig 2 shown line VV.
  • 6 ist eine Querschnittsansicht der Laserbestrahlungseinrichtung entlang der in 3 dargestellten Linie VI-VI. 6 Fig. 12 is a cross-sectional view of the laser irradiation device along the line in Fig 3 line VI-VI shown.
  • 7 ist eine Teilansicht der Ausgestaltung eines Halbleiterlasermoduls, das in 3 gezeigt ist. 7 Fig. 12 is a partial configuration view of a semiconductor laser module used in Fig 3 is shown.
  • 8 ist eine Seitenansicht einer Laserbestrahlungseinrichtung eines Abwandlungsbeispiels. 8th 12 is a side view of a laser irradiation device of a modification example.
  • 9 ist eine Draufsicht auf die Laserbestrahlungseinrichtung des Abwandlungsbeispiels. 9 12 is a plan view of the laser irradiation device of the modification example.
  • 10 ist eine Seitenansicht der Laserbestrahlungseinrichtung, die in 9 gezeigt ist. 10 is a side view of the laser irradiation device shown in FIG 9 is shown.
  • 11 ist eine Draufsicht auf einen Wärmeableiter eines Abwandlungsbeispiels. 11 12 is a plan view of a heat sink of a modification example.
  • 12 ist eine Ansicht der Ausgestaltung eines Halbleiterlasermoduls eines Abwandlungsbeispiels. 12 14 is a configuration view of a semiconductor laser module of a modification example.
  • 13 ist eine Ansicht der Ausgestaltung eines Halbleiterlasermoduls eines Abwandlungsbeispiels. 13 14 is a configuration view of a semiconductor laser module of a modification example.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF EMBODIMENTS

Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Einzelnen beschrieben. Im Übrigen sind in den Zeichnungen gleiche oder äquivalente Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und doppelte Beschreibungen werden weggelassen.Hereinafter, an embodiment of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. Incidentally, in the drawings, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals, and duplicated descriptions are omitted.

Wie in 1 gezeigt, weist eine Laserbestrahlungseinrichtung 1 ein Gehäuse 2, einen Stützabschnitt 3, eine Kältemittel-Versorgungsquelle 4, ein erstes Rohr 5, ein zweites Rohr 6, einen Bewegungsmechanismus 7 und einen Laserbestrahlungskopf 10 auf. Der Stützabschnitt 3 trägt eine Vielzahl von Werkstücken W innerhalb des Gehäuses 2. Die Kältemittel-Versorgungsquelle 4 führt dem Laserbestrahlungskopf 10 (Strömungskanal 24 eines Wärmeableiters 11) über das erste Rohr 5 ein Kältemittel zu und lässt das Kältemittel über das zweite Rohr 6 aus dem Laserbestrahlungskopf 10 ab. Die Kältemittel-Versorgungsquelle 4 ist z. B. eine Pumpe, die Luft, die ein Kältemittel ist, unter Druck setzt und zuführt. Der Bewegungsmechanismus 7 bewegt den Laserbestrahlungskopf 10 innerhalb des Gehäuses 2. Bei dem Bewegungsmechanismus 7 handelt es sich beispielsweise um einen Roboterarm oder einen drei-dimensionalen Tisch. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Laserbestrahlungseinrichtung 1 eine Laserbearbeitungseinrichtung und führt eine Wärmebearbeitung (z.B. Löten, Harzschweißen, Vorwärmen oder ähnliches) an jedem Werkstück W durch Bestrahlung jedes Werkstücks W mit Laserlicht L durch, das von dem Laserbestrahlungskopf 10 ausgesendet wird.As in 1 1, a laser irradiation apparatus 1 comprises a housing 2, a support portion 3, a refrigerant supply source 4, a first pipe 5, a second pipe 6, a moving mechanism 7, and a laser irradiation head 10. As shown in FIG. The support portion 3 supports a plurality of workpieces W within the housing 2. The refrigerant supply source 4 supplies a refrigerant to the laser irradiation head 10 (flow passage 24 of a heat sink 11) via the first pipe 5 and discharges the refrigerant from the laser irradiation head via the second pipe 6 10 off The refrigerant supply source 4 is z. B. a pump that pressurizes and supplies air, which is a refrigerant. The moving mechanism 7 moves the laser irradiation head 10 within the housing 2. The moving mechanism 7 is, for example, a robot arm or a three-dimensional table. In the present embodiment, the laser irradiation device 1 is a laser processing device, and performs heat processing (e.g., soldering, resin welding, preheating, or the like) on each workpiece W by irradiating each workpiece W with laser light L emitted from the laser irradiation head 10 .

Wie in den 2 bis 4 gezeigt, weist der Laserbestrahlungskopf 10 den Wärmeableiter 11, ein Peltier-Element 12, ein Installationselement 13, ein Halbleiterlasermodul 14, einen ersten Rohrverbinder 15 und einen zweiten Rohrverbinder 16 auf. Der Wärmeableiter 11, das Peltier-Element 12, das Installationselement 13 und das Halbleiterlasermodul 14 sind beispielsweise durch eine Abdeckung (nicht abgebildet) abgedeckt, die in Form einer rechteckigen parallelepipeden Box ausgebildet ist. Im Folgenden wird eine Richtung parallel zu einer Emissionsrichtung des Laserlichts L als Z-Achsen-Richtung, eine Richtung senkrecht zur Z-Achsen-Richtung als X-Achsen-Richtung und eine Richtung senkrecht sowohl zur Z-Achsen-Richtung als auch zur X-Achsen-Richtung als Y-Achsen-Richtung bezeichnet. Darüber hinaus wird eine Seite, von der das Laserlicht L emittiert wird, als Vorderseite und eine gegenüberliegende Seite als Rückseite bezeichnet.As in the 2 until 4 As shown, the laser irradiation head 10 comprises the heat sink 11, a Peltier element 12, an installation member 13, a semiconductor laser module 14, a first tube connector 15 and a second tube connector 16. The heat sink 11, the Peltier element 12, the installation member 13 and the semiconductor laser module 14 are covered by, for example, a cover (not shown) formed in a rectangular parallelepiped box shape. Hereinafter, a direction parallel to an emission direction of the laser light L is taken as a Z-axis direction, a direction perpendicular to the Z-axis direction is taken as an X-axis direction, and a direction perpendicular to both the Z-axis direction and the X-axis direction. Axis direction referred to as Y-axis direction. In addition, a side from which the laser light L is emitted is referred to as a front side and an opposite side as a back side.

Der Wärmeableiter 11 weist einen Körperabschnitt 21 und einen Deckelabschnitt 22 auf. Der Körperabschnitt 21 hat eine Oberfläche 21a und eine Rückfläche 21b, die senkrecht zur Y-Achsenrichtung liegen, und eine Hinterfläche 21c, die senkrecht zur Z-Achsenrichtung liegt. Die Hinterfläche 21c ist eine Fläche auf einer dem Ausnehmungsabschnitt 23 gegenüberliegenden Seite des Körperabschnitts 21. Der Körperabschnitt 21 ist zum Beispiel in einer rechteckigen Parallelepipedform aus Aluminium ausgebildet. Der Deckelabschnitt 22 hat eine Oberfläche 22a und eine Rückfläche 22b senkrecht zur Y-Achsenrichtung. Die Oberfläche 22a des Deckelabschnitts 22 steht in Kontakt mit der Rückfläche 21b des Körperabschnitts 21. Der Deckelabschnitt 22 ist zum Beispiel in Form einer rechteckigen Platte aus Aluminium ausgebildet. Zum Beispiel stimmt, in Richtung der Y-Achse gesehen, eine äußere Kante des Deckel-Abschnitts 22 mit einer äußeren Kante des Körperabschnitts 21 überein.The heat sink 11 has a body portion 21 and a lid portion 22 . The body portion 21 has a top surface 21a and a back surface 21b perpendicular to the Y-axis direction, and a back surface 21c perpendicular to the Z-axis direction. The rear surface 21c is a surface on an opposite side of the body portion 21 from the recessed portion 23. The body portion 21 is formed, for example, in a rectangular parallelepiped shape of aluminum. The lid portion 22 has a top surface 22a and a back surface 22b perpendicular to the Y-axis direction. The surface 22a of the lid portion 22 is in contact with the rear surface 21b of the body portion 21. The lid portion 22 is formed of aluminum, for example, in the shape of a rectangular plate. For example, an outer edge of the lid portion 22 coincides with an outer edge of the body portion 21 as viewed in the Y-axis direction.

Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Oberfläche 21a des Körperabschnitts 21 ein erster Bereich A1 einer Außenfläche 11a des Wärmeableiters 11, und die Hinterfläche 21c des Körperabschnitts 21 ist ein zweiter Bereich A2 der Außenfläche 11a des Wärmeableiters 11. Das heißt, der Körperabschnitt 21 hat den ersten Bereich A1 und den zweiten Bereich A2. In der vorliegenden Ausführungsform ist der zweite Bereich A2 orthogonal zum ersten Bereich A1 (d.h. er schneidet diesen senkrecht). Es ist jedoch ausreichend, solange der zweite Bereich A2 in einer sich kreuzenden bzw. sich schneidenden Beziehung mit dem ersten Bereich A1 steht. Dass der zweite Bereich A2 in einer Lage ist, in der er sich mit dem ersten Bereich A1 schneidet, bedeutet übrigens, dass „die Oberfläche, die den zweiten Bereich A2 aufweist“, sich mit „der Oberfläche, die den ersten Bereich A1 aufweist“, schneidet (und nicht darauf beschränkt ist, sich gegenseitig zu schneiden).In the present embodiment, the surface 21a of the body portion 21 is a first area A1 of an outer surface 11a of the heat sink 11, and the rear surface 21c of the body portion 21 is a second area A2 of the outer surface 11a of the heat sink 11. That is, the body portion 21 has the first Area A1 and the second area A2. In the present embodiment, the second area A2 is orthogonal to (i.e. perpendicularly intersects with) the first area A1. However, it is sufficient as long as the second area A2 is in an intersecting relationship with the first area A1. Incidentally, that the second area A2 is in a position where it intersects with the first area A1 means that "the surface having the second area A2" coincides with "the surface having the first area A1". , intersects (and is not limited to intersecting each other).

Wie in 5 und 6 gezeigt, weist der Körperabschnitt 21 den Ausnehmungsabschnitt 23 auf. Der Ausnehmungsabschnitt 23 ist in der Rückfläche 21b ausgebildet und öffnet sich gegenüber dem ersten Bereich A1. Der Ausnehmungsabschnitt 23 weist den Strömungskanal 24 für ein Kältemittel R auf, das im Wärmeableiter 11 vorgesehen ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird das Kältemittel R unter Druck gesetzt und von der Kältemittel-Versorgungsquelle 4 zugeführt (vgl. 1).As in 5 and 6 As shown, the body portion 21 has the recessed portion 23 . The recess portion 23 is formed in the rear surface 21b and opens to the first area A1. The recess portion 23 has the flow channel 24 for a refrigerant R provided in the heat sink 11 . In the present embodiment, the refrigerant R is pressurized and supplied from the refrigerant supply source 4 (see Fig. 1 ).

Der Körperabschnitt 21 weist einen unteren Wandabschnitt 25, einen Seitenwandabschnitt 26 und eine Vielzahl von Vorsprungsabschnitten 27 auf. Der untere Wandabschnitt 25, der Seitenwandabschnitt 26 und die Vielzahl der Vorsprungsabschnitte 27 sind einstückig ausgebildet. Der untere Wandabschnitt 25 und der Seitenwandabschnitt 26 begrenzen den Ausnehmungsabschnitt 23. Der untere Wandabschnitt 25 ist einem Öffnungsabschnitt 23a des Ausnehmungsabschnitts 23 in Y-Achsenrichtung zugewandt, und der Seitenwandabschnitt 26 umgibt den Ausnehmungsabschnitt 23 in Y-Achsenrichtung. Die Vielzahl von Vorsprungsabschnitten 27 ragen aus dem unteren Wandabschnitt 25 in den Ausnehmungsabschnitt 23 hinein. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Vielzahl von Vorsprungsabschnitten 27 in Richtung der Z-Achse nebeneinander vorgesehen, wobei sich jeder Vorsprungsabschnitt 27 in Richtung der X-Achse erstreckt. Zum Beispiel ist eine Position (Position in der Y-Achsenrichtung) einer Endfläche auf einer dem unteren Wandabschnitt 25 gegenüberliegenden Seite jedes Vorsprungsabschnitts 27 die gleiche wie eine Position in der Y-Achsenrichtung der Rückfläche 21b.The body portion 21 has a bottom wall portion 25, a side wall portion 26, and a plurality of boss portions 27. As shown in FIG. The bottom wall portion 25, the side wall portion 26 and the plurality of projection portions 27 are integrally formed. The bottom wall portion 25 and the side wall portion 26 define the recessed portion 23. The bottom wall portion 25 faces an opening portion 23a of the recessed portion 23 in the Y-axis direction, and the side wall portion 26 surrounds the recessed portion 23 in the Y-axis direction. The plurality of projection portions 27 protrude from the bottom wall portion 25 into the recessed portion 23 . In the present embodiment, the plurality of projection portions 27 are provided side by side in the Z-axis direction, each projection portion 27 extending in the X-axis direction. For example, a position (position in the Y-axis direction) of an end face on a side opposite to the bottom wall portion 25 of each projection portion 27 is the same as a position in the Y-axis direction of the back face 21b.

Der Körperabschnitt 21 weist einen Zufuhrdurchlass 28 und einen Ablassdurchlass 29 für das Kältemittel R auf. Der Zufuhrdurchlass 28 ist in einem Abschnitt auf der Seite eines zweiten Bereichs A2 des Seitenwandabschnitts 26 so ausgebildet, dass er sich zu dem zweiten Bereich A2 und zu einer Innenfläche des Ausnehmungsabschnitts 23 öffnet. In ähnlicher Weise ist der Ablassdurchlass 29 in einem Abschnitt auf der Seite des Seitenwandabschnitts 26 im zweiten Bereich A2 so ausgebildet, dass er sich zum zweiten Bereich A2 und zu der Innenfläche des Ausnehmungsabschnitts 23 hin öffnet. Der Zufuhrdurchlass 28 und der Ablassdurchlass 29 sind nebeneinander in der X-Achsenrichtung in einem Zustand vorgesehen, in dem sich sowohl der Zufuhrdurchlass 28 als auch der Ablassdurchlass 29 in der Z-Achsenrichtung erstreckt.The body portion 21 has a refrigerant R supply passage 28 and a discharge passage 29 . The supply passage 28 is formed in a portion on a second area A2 side of the side wall portion 26 so as to open to the second area A2 and an inner surface of the recessed portion 23 . Similarly, the drain passage 29 is formed in a portion on the side wall portion 26 side in the second area A2 so as to open toward the second area A2 and the inner surface of the recessed portion 23 . The supply passage 28 and the discharge passage 29 are provided side by side in the X-axis direction in a state where both the supply passage 28 and the discharge passage 29 extend in the Z-axis direction.

Der Deckelabschnitt 22 weist einen Ausnehmungsabschnitt 31 auf. Der Ausnehmungsabschnitt 31 ist in der Oberfläche 22a ausgebildet. In Richtung der Y-Achse betrachtet, befindet sich eine äußere Kante des Ausnehmungsabschnitts 31 außerhalb einer äußeren Kante des Öffnungsabschnitts 23a des Ausnehmungsabschnitts 23. Auf dem Ausnehmungsabschnitt 31 ist ein Gummiblatt 32 angeordnet. In Richtung der Y-Achse gesehen, stimmt eine äußere Kante des Gummiblatts 32 mit der Außenkante des Ausnehmungsabschnitts 31 überein. Wenn das Gummiblatt 32 aus einem einzigen Körper besteht, ist die Dicke des Gummiblatts 32 größer als die Tiefe des Ausnehmungsabschnitts 31. Der Deckelabschnitt 22 ist an dem Körperabschnitt 21 befestigt, um den Öffnungsabschnitt 23a des Ausnehmungsabschnitts 23 in einem Zustand zu schließen, in dem das Gummiblatt 32 auf dem Ausnehmungsabschnitt 31 angeordnet ist. Der Deckelabschnitt 22 ist an der Rückfläche 21b mit dem Körperabschnitt 21 verschraubt. In der vorliegenden Ausführungsform sind in dem Körperabschnitt 21 eine Vielzahl von Schrauböffnungen 21d so ausgebildet, dass sie sich zumindest zur Rückfläche 21b hin öffnen, und eine Vielzahl von Durchgangslöchern 22c sind in dem Deckelabschnitt 22 so ausgebildet, dass sie der Vielzahl von Schrauböffnungen 21d entsprechen. Der Deckelabschnitt 22 wird an dem Körperabschnitt 21 befestigt, indem eine Schraube 33 von einer Seite der Rückfläche 22b durch eine der Durchgangsöffnungen 22c in eine der Schrauböffnungen 21d geschraubt wird.The lid portion 22 has a recessed portion 31 . The recess portion 31 is formed in the surface 22a. An outer edge of the recessed portion 31 is located outside of an outer edge of the opening portion 23a of the recessed portion 23 when viewed in the Y-axis direction. An outer edge of the rubber sheet 32 coincides with the outer edge of the recessed portion 31 as viewed in the Y-axis direction. When the rubber sheet 32 consists of a single body, the thickness of the rubber sheet 32 is greater than the depth of the recessed portion 31. The lid portion 22 is fixed to the body portion 21 to close the opening portion 23a of the recessed portion 23 in a state where the Rubber sheet 32 is placed on the recessed portion 31 . The lid portion 22 is screwed to the body portion 21 at the rear surface 21b. In the present embodiment, a plurality of screw holes 21d are formed in the body portion 21 to open at least toward the rear surface 21b, and a plurality of through holes 22c are formed in the lid portion 22 to correspond to the plurality of screw holes 21d. The lid portion 22 is fixed to the body portion 21 by screwing a screw 33 from a side of the back surface 22b through one of the through holes 22c into one of the screw holes 21d.

In dem Wärmeableiter 11 steht ein peripherer Abschnitt des Öffnungsabschnitts 23a der Rückfläche 21b des Körperabschnitts 21 in engem Kontakt mit dem Gummiblatt 32. Dadurch wird verhindert, dass das Kältemittel R aus dem Strömungskanal 24 austritt. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Endfläche auf einer dem unteren Wandabschnitt 25 gegenüberliegenden Seite jedes Vorsprungabschnitts 27 ebenfalls in engem Kontakt mit dem Gummiblatt 32. Übrigens kann eine Nut, die sich so erstreckt, dass sie den Öffnungsabschnitt 23a in Richtung der Y-Achse gesehen umgibt, in der Oberfläche 22a des Deckelabschnitts 22 ausgebildet sein, und ein O-Ring kann in der Nut angeordnet sein. Auch in diesem Fall kann verhindert werden, dass das Kältemittel R aus dem Strömungskanal 24 austritt.In the heat sink 11, a peripheral portion of the opening portion 23a of the rear surface surface 21b of the body portion 21 in close contact with the rubber sheet 32. This prevents the refrigerant R from leaking out of the flow passage 24. In the present embodiment, an end face on a side opposite to the bottom wall portion 25 of each projection portion 27 is also in close contact with the rubber sheet 32. Incidentally, a groove extending so as to surround the opening portion 23a viewed in the Y-axis direction , may be formed in the surface 22a of the lid portion 22, and an O-ring may be placed in the groove. Also in this case, the refrigerant R can be prevented from leaking out of the flow passage 24 .

Der erste Rohrverbinder 15 ist im zweiten Bereich A2 mit dem Wärmeableiter 11 verschraubt. In der vorliegenden Ausführungsform ist an einer inneren peripheren Oberfläche des Zufuhrdurchlasses 28 des Körperabschnitts 21 ein Muttergewinde ausgebildet, und an einer äußeren peripheren Oberfläche des einen Endabschnitts 15a des ersten Rohrverbinders 15 ist ein Vatergewinde ausgebildet. Der erste Rohrverbinder 15 wird an dem Körperabschnitt 21 befestigt, indem der eine Endabschnitt 15a von der hinteren Seite in den Zufuhrdurchlass 28 geschraubt wird. Das erste Rohr 5 zum Zuführen des Kältemittels R zum Strömungskanal 24 ist mit dem ersten Rohrverbinder 15 verbunden. Der erste Rohrverbinder 15 ist ein Verbindungsstück, an dem das erste Rohr 5 befestigt und von dem es wieder gelöst werden kann. Das erste Rohr 5 ist flexibel. Das Material des ersten Rohrs 5 ist z. B. Nylon, Polyurethan, Fluorharz oder ähnliches. In der vorliegenden Ausführungsform ist der erste Rohrverbinder 15 ein Verbinder, an und von dem ein Endabschnitt (Endabschnitt mit Flexibilität) auf einer Seite des ersten Rohrverbinders 15 des ersten Rohrs 5 anbringbar und abnehmbar ist. Im Übrigen kann der Endabschnitt auf der Seite des ersten Rohrverbinders 15 des ersten Rohrs 5 mit einem Verbindungsabschnitt vorgesehen sein, der an dem ersten Rohrverbinder 15 anbringbar und von diesem lösbar ist.The first pipe connector 15 is screwed to the heat sink 11 in the second area A2. In the present embodiment, a female thread is formed on an inner peripheral surface of the supply passage 28 of the body portion 21 , and a male thread is formed on an outer peripheral surface of one end portion 15 a of the first pipe joint 15 . The first pipe joint 15 is fixed to the body portion 21 by screwing the one end portion 15a into the supply passage 28 from the rear side. The first pipe 5 for supplying the refrigerant R to the flow passage 24 is connected to the first pipe joint 15 . The first pipe connector 15 is a connecting piece to which the first pipe 5 can be attached and from which it can be detached again. The first tube 5 is flexible. The material of the first tube 5 is z. B. nylon, polyurethane, fluororesin or the like. In the present embodiment, the first pipe joint 15 is a joint to and from which an end portion (end portion having flexibility) on a first pipe joint 15 side of the first pipe 5 is attachable and detachable. Incidentally, the end portion on the first pipe joint 15 side of the first pipe 5 may be provided with a connecting portion attachable to and detachable from the first pipe joint 15 .

Der zweite Rohrverbinder 16 ist mit dem Wärmeableiter 11 im zweiten Bereich A2 verschraubt. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Innengewinde (engl.: female screw) an einer inneren peripheren Oberfläche des Ablassdurchlasses 29 des Körperabschnitts 21 ausgebildet, und ein Außengewinde (engl.: male screw) ist an einer äußeren peripheren Oberfläche des einen Endabschnitts 16a des zweiten Rohrverbinders 16 ausgebildet. Der zweite Rohrverbinder 16 wird an dem Körperabschnitt 21 befestigt, indem der eine Endabschnitt 16a von der hinteren Seite in den Ablassdurchlass 29 geschraubt wird. Das zweite Rohr 6 zum Ablassen des Kältemittels R aus dem Strömungskanal 24 ist mit dem zweiten Rohrverbinder 16 verbunden. Der zweite Rohrverbinder 16 ist ein Verbinder, an dem das zweite Rohr 6 befestigt und gelöst werden kann. Das zweite Rohr 6 ist flexibel. Das Material des zweiten Rohrs 6 ist z. B. Nylon, Polyurethan, Fluorharz oder ähnliches. In der vorliegenden Ausführungsform ist der zweite Rohrverbinder 16 ein Verbinder, an den ein Endabschnitt (flexibler Endabschnitt) auf einer Seite des zweiten Rohrverbinders 16 des zweiten Rohrs 6 angebracht und gelöst werden kann. Im Übrigen kann der Endabschnitt auf der Seite des zweiten Rohrverbinders 16 des zweiten Rohrs 6 mit einem Verbindungsabschnitt vorgesehen sein, der an dem zweiten Rohrverbinder 16 angebracht und gelöst werden kann.The second pipe connector 16 is screwed to the heat sink 11 in the second area A2. In the present embodiment, a female screw is formed on an inner peripheral surface of the drain passage 29 of the body portion 21, and a male screw is formed on an outer peripheral surface of one end portion 16a of the second pipe joint 16 trained. The second pipe joint 16 is fixed to the body portion 21 by screwing the one end portion 16a into the drain passage 29 from the rear side. The second pipe 6 for discharging the refrigerant R from the flow passage 24 is connected to the second pipe joint 16 . The second tube connector 16 is a connector to which the second tube 6 can be attached and detached. The second tube 6 is flexible. The material of the second tube 6 is z. B. nylon, polyurethane, fluororesin or the like. In the present embodiment, the second pipe joint 16 is a joint to which an end portion (flexible end portion) on a second pipe joint 16 side of the second pipe 6 can be attached and detached. Incidentally, the end portion on the second pipe joint 16 side of the second pipe 6 may be provided with a connecting portion that can be attached to and detached from the second pipe joint 16 .

Wie in den 2 bis 4 gezeigt, weist das Peltier-Element 12 eine Elementeinheit 41 und ein Paar von Leitungen 42 auf. Die Elementeinheit 41 hat einen Wärmeabsorptionsbereich 41a und einen Wärmeerzeugungsbereich 41b. Die Elementeinheit 41 ist an einem Ausnehmungsabschnitt 21e so angeordnet, dass der Wärmeerzeugungsbereich 41b in Kontakt mit einer Bodenfläche des Ausnehmungsabschnitts 21e steht und sich das Paar von Leitungen 42 von der Elementeinheit 41 zur Rückseite erstreckt. Der Ausnehmungsabschnitt 21e ist ein Senkungsabschnitt, der in der Oberfläche 21a des Körperabschnitts 21 ausgebildet ist. Durch die Anordnung der Elementeinheit 41 auf dem Ausnehmungsabschnitt 21e wird die Elementeinheit 41 in Bezug auf den Körperabschnitt 21 in jeder der X-Achsenrichtung, der Y-Achsenrichtung und der Z-Achsenrichtung positioniert. Das Paar von Leitungen 42 ist an eine (nicht gezeigte) Stromversorgung angeschlossen.As in the 2 until 4 As shown, the Peltier element 12 has an element unit 41 and a pair of leads 42 . The element unit 41 has a heat absorbing portion 41a and a heat generating portion 41b. The element unit 41 is arranged at a recessed portion 21e such that the heat generating area 41b is in contact with a bottom surface of the recessed portion 21e and the pair of leads 42 extend from the element unit 41 to the rear. The recess portion 21e is a countersink portion formed in the surface 21a of the body portion 21 . By arranging the element unit 41 on the recess portion 21e, the element unit 41 is positioned with respect to the body portion 21 in each of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction. The pair of leads 42 are connected to a power supply (not shown).

Das Installationselement 13 ist so an dem Wärmeableiter 11 befestigt, dass das Peltier-Element 12 zwischen dem Wärmeableiter 11 und dem Installationselement 13 angeordnet ist. Das Installationselement 13 weist einen Zwischenabschnitt 51, einen vorderen Abschnitt 52 und einen hinteren Abschnitt 53 auf. Der Zwischenabschnitt 51, der vordere Abschnitt 52 und der hintere Abschnitt 53 sind einteilig aus beispielsweise Aluminium gefertigt.The installation member 13 is fixed to the heat sink 11 such that the Peltier element 12 is interposed between the heat sink 11 and the installation member 13 . The installation element 13 has an intermediate section 51 , a front section 52 and a rear section 53 . The intermediate section 51, the front section 52 and the rear section 53 are made in one piece from aluminum, for example.

Der Zwischenabschnitt 51 hat eine Oberfläche (erste Oberfläche) 51a und eine Rückfläche 51b senkrecht zur Y-Achsenrichtung. Der vordere Abschnitt 52 hat eine Oberfläche (zweite Oberfläche) 52a und eine Rückfläche 52b, die senkrecht zur Y-Achsenrichtung steht. Der hintere Abschnitt 53 hat eine Fläche 53a und eine Rückfläche 53b, die senkrecht zur Y-Achsenrichtung stehen. Die Rückfläche 51b des Zwischenabschnitts 51 steht in Kontakt mit dem Wärmeabsorptionsbereich 41a des Peltier-Elements 12. Die Rückfläche 52b des vorderen Abschnitts 52 befindet sich in der Nähe des ersten Bereichs A1 des Wärmeableiters 11. Die Rückfläche 53b des hinteren Abschnitts 53 befindet sich in der Nähe des ersten Bereichs A1 des Wärmeableiters 11. Die Oberfläche 51a des mittleren Abschnitts 51 und die Oberfläche 53a des hinteren Abschnitts 53 befinden sich in derselben Ebene. Die Oberfläche 52a des vorderen Abschnitts 52 befindet sich auf einer Seite des Wärmeableiters 11 im Verhältnis zu den Oberflächen 51a und 53a. Das Installationselement 13 weist nämlich die Oberfläche 51a und die Oberfläche 52a parallel zu dem ersten Bereich A1 auf, und die Oberfläche 52a befindet sich in einer niedrigeren Position als die Oberfläche 51a.The intermediate portion 51 has a surface (first surface) 51a and a back surface 51b perpendicular to the Y-axis direction. The front portion 52 has a surface (second surface) 52a and a back surface 52b perpendicular to the Y-axis direction. The rear portion 53 has a surface 53a and a back surface 53b perpendicular to the Y-axis direction. The rear surface 51b of the intermediate portion 51 is in contact with the heat absorption area 41a of the Peltier element 12. The rear surface 52b of the front portion 52 is close to the first area A1 of the heat sink 11. The rear surface 53b of the rear portion 53 is in the Near the first area A1 of the heat sink 11. The surface 51a of the middle portion 51 and the surface 53a of the rear portion 53 are in the same plane. The surface 52a of the front portion 52 is on one side of the heat sink 11 relative to the surfaces 51a and 53a. Namely, the installation member 13 has the surface 51a and the surface 52a parallel to the first area A1, and the surface 52a is in a lower position than the surface 51a.

Das Installationselement 13 ist mit dem Körperabschnitt 21 im ersten Bereich A1 verschraubt. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Vielzahl von Schrauböffnungen 21f in dem Körperabschnitt 21 ausgebildet, so dass sie sich zumindest zu der Oberfläche 21a hin öffnen, und eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen 52c und 53c sind in dem vorderen Abschnitt 52 bzw. dem hinteren Abschnitt 53 ausgebildet, so dass sie der Vielzahl von Schrauböffnungen 21f entsprechen. Das Installationselement 13 wird an dem Körperabschnitt 21 befestigt, indem eine Schraube 54 von einer dem Körperabschnitt 21 gegenüberliegenden Seite durch eine der Durchgangsöffnungen 52c oder eine der Durchgangsöffnungen 53c in eine der Schrauböffnungen 21f geschraubt wird. Übrigens sind zwischen dem ersten Bereich A1 und der Rückfläche 52b des vorderen Abschnitts 52 und zwischen dem ersten Bereich A1 und der Rückfläche 53b des hinteren Abschnitts 53 eine Vielzahl von Wärmeschutzscheiben (nicht gezeigt) angeordnet, und einer der Schrauben 54 läuft durch eine der Wärmeschutzscheiben hindurch. Das Material jeder Wärmeschutzscheibe ist zum Beispiel Harz. Dementsprechend ist das Installationselement 13 thermisch mit dem Wärmeabsorptionsbereich 41a des Peltier-Elements 12 in einem Zustand verbunden, in dem das Installationselement 13 thermisch von dem Wärmeableiter 11 getrennt ist.The installation member 13 is screwed to the body portion 21 in the first area A1. In the present embodiment, a plurality of screw holes 21f are formed in the body portion 21 so as to open at least toward the surface 21a, and a plurality of through holes 52c and 53c are formed in the front portion 52 and the rear portion 53, respectively. so that they correspond to the plurality of screw holes 21f. The installation member 13 is fixed to the body portion 21 by screwing a screw 54 from a side opposite to the body portion 21 through one of the through holes 52c or one of the through holes 53c into one of the screw holes 21f. Incidentally, between the first area A1 and the rear surface 52b of the front portion 52 and between the first area A1 and the rear surface 53b of the rear portion 53, a plurality of heat shields (not shown) are arranged, and one of the bolts 54 passes through one of the heat shields . The material of each heat shield is resin, for example. Accordingly, the installation member 13 is thermally connected to the heat absorbing portion 41a of the Peltier element 12 in a state where the installation member 13 is thermally separated from the heat sink 11 .

Das Halbleiterlasermodul 14 ist an dem Installationselement 13 derart befestigt, dass das Installationselement 13 zwischen dem Wärmeableiter 11 und dem Halbleiterlasermodul 14 angeordnet ist. In der vorliegenden Ausführungsform befindet sich das Zentrum in Z-Achsenrichtung des Halbleiterlasermoduls 14 auf der Vorderseite in Bezug auf das Zentrum in Z-Achsenrichtung des Wärmeableiters 11. Wie in 7 gezeigt, weist das Halbleiterlasermodul 14 ein Gehäuse 61, ein Trägerelement 62, ein Isolierelement 63, ein Verdrahtungssubstrat 64, ein Halbleiterlaserelement 65, ein Paar von Elektrodenstiften 66 und ein Paar von Drähten 67 auf. Das Gehäuse 61 nimmt das Trägerelement 62, das Isolierelement 63, das Verdrahtungssubstrat 64 und das Halbleiterlaserelement 65 luftdicht auf. Ein Seitenwandabschnitt an der Vorderseite des Gehäuses 61 ist mit einem Fensterelement 61a versehen, das das vom Halbleiterlaserelement 65 emittierte Laserlicht L überträgt. Ein verbleibender Teil des Gehäuses 61 mit Ausnahme des Fensterelements 61a ist beispielsweise in Form eines rechteckigen Parallelepipedes aus Kupfer ausgebildet. Das Fensterelement 61a ist zum Beispiel in Form einer kreisförmigen Platte aus Saphir ausgebildet.The semiconductor laser module 14 is fixed to the installation member 13 such that the installation member 13 is interposed between the heat sink 11 and the semiconductor laser module 14 . In the present embodiment, the Z-axis direction center of the semiconductor laser module 14 is located on the front side with respect to the Z-axis direction center of the heat sink 11. As in FIG 7 1, the semiconductor laser module 14 has a case 61, a supporting member 62, an insulating member 63, a wiring substrate 64, a semiconductor laser element 65, a pair of electrode pins 66, and a pair of wires 67. FIG. The case 61 houses the supporting member 62, the insulating member 63, the wiring substrate 64 and the semiconductor laser element 65 in an airtight manner. A side wall portion at the front of the case 61 is provided with a window member 61a which transmits the laser light L emitted from the semiconductor laser element 65. As shown in FIG. A remaining portion of the housing 61 except for the window member 61a is formed of copper, for example, in the shape of a rectangular parallelepiped. The window member 61a is formed of sapphire, for example, in the shape of a circular plate.

Das Trägerelement 62 ist an einem Wandabschnitt auf einer Seite des Installationselements 13 (siehe 3) des Gehäuses 61 befestigt. Das Isolierelement 63 ist auf dem Trägerelement 62 befestigt. Das Verdrahtungssubstrat 64 ist auf dem Isolierelement 63 befestigt. Das Halbleiterlaserelement 65 ist auf dem Verdrahtungssubstrat 64 so montiert, dass es dem Fensterelement 61a in Richtung der Z-Achse zugewandt ist. Das Paar Elektrodenstifte 66 ist so auf dem Isolierelement 63 befestigt, dass es sich bis zur Rückseite erstreckt und einen Wandabschnitt auf der Rückseite des Gehäuses 61 durchdringt. Das Paar Elektrodenstifte 66 durchdringt den Wandabschnitt luftdicht in einem Zustand, in dem die Elektrodenstifte 66 von dem Wandabschnitt elektrisch isoliert sind. Die beiden Drähte 67 sind zwischen dem Verdrahtungssubstrat 64 und den beiden Elektrodenstiften 66 aufgehängt. Dementsprechend sind die beiden Elektrodenstifte 66 elektrisch mit dem Halbleiterlaserelement 65 verbunden. Das Paar Elektrodenstifte 66 ist über ein Paar Drähte (nicht gezeigt) mit der Stromversorgung (nicht gezeigt) verbunden.The support member 62 is attached to a wall portion on one side of the installation member 13 (see 3 ) of the housing 61 is attached. The insulating element 63 is fixed on the support element 62 . The wiring substrate 64 is fixed on the insulating member 63 . The semiconductor laser element 65 is mounted on the wiring substrate 64 so as to face the window element 61a in the Z-axis direction. The pair of electrode pins 66 are fixed on the insulating member 63 so as to extend to the back and penetrate a wall portion on the back of the case 61 . The pair of electrode pins 66 airtightly penetrate the wall portion in a state where the electrode pins 66 are electrically insulated from the wall portion. The two wires 67 are suspended between the wiring substrate 64 and the two electrode pins 66 . Accordingly, the two electrode pins 66 are electrically connected to the semiconductor laser element 65. FIG. The pair of electrode pins 66 are connected to the power supply (not shown) by a pair of wires (not shown).

Wie in den 2 bis 4 gezeigt, ist ein Paar Befestigungsabschnitte 68 einstückig am Gehäuse 61 ausgebildet. Das Paar Befestigungsabschnitte 68 ist auf beiden Seiten in X-Achsenrichtung des Gehäuses 61 vorgesehen, so dass eine Rückfläche 61b des Gehäuses 61 und eine Rückfläche 68a jedes Befestigungsabschnitts 68 auf derselben Ebene liegen. Die Rückfläche 61b des Gehäuses 61 und die Rückfläche 68a jedes Befestigungsabschnitts 68 sind in Kontakt mit der Oberfläche 51a des Zwischenabschnitts 51 des Installationselements 13. Das Gehäuse 61 ist an der Oberfläche 51a des Zwischenabschnitts 51 mit dem Zwischenabschnitt 51 verschraubt. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Vielzahl von Schrauböffnungen 51c in dem Zwischenabschnitt 51 so ausgebildet, dass sie sich zumindest zu der Oberfläche 51a hin öffnen, und eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen 68b sind in dem Paar von Befestigungsabschnitten 68 so ausgebildet, dass sie der Vielzahl von Schrauböffnungen 51c entsprechen. Das Gehäuse 61 wird an dem Zwischenabschnitt 51 befestigt, indem eine Schraube 69 von einer dem Installationselement 13 gegenüberliegenden Seite durch eine der Durchgangsöffnungen 68b in eine der Schrauböffnungen 51c geschraubt wird.As in the 2 until 4 1, a pair of attachment portions 68 are integrally formed on the housing 61. As shown in FIG. The pair of attachment portions 68 are provided on both sides in the X-axis direction of the case 61 such that a rear surface 61b of the case 61 and a rear surface 68a of each attachment portion 68 are on the same plane. The rear surface 61b of the housing 61 and the rear surface 68a of each fixing portion 68 are in contact with the surface 51a of the intermediate portion 51 of the installation member 13. The housing 61 is bolted to the intermediate portion 51 at the surface 51a of the intermediate portion 51. In the present embodiment, a plurality of screw holes 51c are formed in the intermediate portion 51 so as to open at least toward the surface 51a, and a plurality of through holes 68b are formed in the pair of attachment portions 68 so as to correspond to the plurality of screw holes 51c. The case 61 is fixed to the intermediate portion 51 by screwing a screw 69 from a side opposite to the installation member 13 through one of the through holes 68b into one of the screw holes 51c.

Das Halbleiterlasermodul 14 weist ferner ein Trägerelement 71, einen Halter 72 und eine Linse 73 auf. Die Linse 73 ist in dem Halter 72 befestigt, der eine zylindrische Form hat, und der Halter 72 ist an dem Trägerelement 71 befestigt. Das Trägerelement 71 stützt nämlich die Linse 73.The semiconductor laser module 14 also has a carrier element 71, a holder 72 and a lens 73 on. The lens 73 is fixed in the holder 72 having a cylindrical shape, and the holder 72 is fixed to the support member 71. As shown in FIG. Namely, the support member 71 supports the lens 73.

Das Trägerelement 71 weist einen Befestigungsabschnitt 74 und einen Stützabschnitt 75 auf. Der Befestigungsabschnitt 74 ist ein plattenförmiger Abschnitt mit einer Dickenrichtung in Richtung der Y-Achse. Der Stützabschnitt 75 ist ein plattenförmiger Abschnitt mit einer Dickenrichtung in Richtung der Z-Achse. Der Stützabschnitt 75 erstreckt sich entlang eines Endabschnitts an der Rückseite des Befestigungsabschnitts 74. Der Befestigungsabschnitt 74 und der Stützabschnitt 75 sind einstückig, beispielsweise aus Aluminium, ausgebildet.The carrier element 71 has a fastening section 74 and a support section 75 . The fixing portion 74 is a plate-shaped portion having a thickness direction in the Y-axis direction. The support portion 75 is a plate-shaped portion having a thickness direction in the Z-axis direction. The support portion 75 extends along an end portion at the rear of the attachment portion 74. The attachment portion 74 and the support portion 75 are integrally formed of aluminum, for example.

Der Befestigungsabschnitt 74 hat eine Rückfläche 74a, die senkrecht zur Richtung der Y-Achse verläuft. Die Rückfläche 74a ist eine Fläche auf der Seite des Wärmeableiters 11 des Befestigungsabschnitts 74. Die Rückfläche 74a ist in Kontakt mit der Oberfläche 52a des vorderen Abschnitts 52 des Installationselements 13. Der Stützabschnitt 75 hat eine Hinterfläche 75a, die senkrecht zur Richtung der Z-Achse steht. Die Hinterfläche 75a ist eine Fläche auf der Seite des Gehäuses 61 des Stützabschnitts 75. Die Hinterfläche 75a steht in Kontakt mit einer vorderen Fläche 51d des Zwischenabschnitts 51 des Installationselements 13. Die vordere Fläche 51d ist eine Fläche, die durch einen Schrittunterschied zwischen der Oberfläche 51a des mittleren Abschnitts 51 und der Oberfläche 52a des vorderen Abschnitts 52 ausgebildet ist, und ist eine Fläche senkrecht zur Z-Achsenrichtung. Das Trägerelement 71 ist an der Oberfläche 52a des vorderen Abschnitts 52 mit dem vorderen Abschnitt 52 verschraubt. In der vorliegenden Ausführungsform ist in dem Befestigungsabschnitt 74 eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen 74b ausgebildet, die mit der Vielzahl von in dem vorderen Abschnitt 52 ausgebildeten Durchgangsöffnungen 52c übereinstimmen. Das Trägerelement 71 wird an dem vorderen Abschnitt 52 befestigt, indem eine Schraube 54 von einer dem Körperabschnitt 21 gegenüberliegenden Seite des Wärmeableiters 11 durch eine der Durchgangsöffnungen 74b und eine der Durchgangsöffnungen 52c in eine der Schrauböffnungen 21f geschraubt wird.The fixing portion 74 has a back surface 74a perpendicular to the Y-axis direction. The rear surface 74a is a surface on the heat sink 11 side of the fixing portion 74. The rear surface 74a is in contact with the surface 52a of the front portion 52 of the installation member 13. The support portion 75 has a rear surface 75a perpendicular to the Z-axis direction stands. The rear surface 75a is a surface on the housing 61 side of the support portion 75. The rear surface 75a is in contact with a front surface 51d of the intermediate portion 51 of the installation member 13. The front surface 51d is a surface defined by a step difference between the surface 51a of the middle portion 51 and the surface 52a of the front portion 52, and is a surface perpendicular to the Z-axis direction. The carrier element 71 is screwed to the front section 52 at the surface 52a of the front section 52 . In the present embodiment, the fixing portion 74 is formed with a plurality of through holes 74b that correspond to the plurality of through holes 52c formed in the front portion 52 . The support member 71 is fixed to the front portion 52 by screwing a screw 54 from a side of the heat sink 11 opposite to the body portion 21 through one of the through holes 74b and one of the through holes 52c into one of the screw holes 21f.

Der Halter 72 ist in einem Zustand, in dem der Halter 72 die Linse 73 hält, in einer im Stützabschnitt 75 ausgebildeten Öffnung 75b angeordnet. In dem Stützabschnitt 75 ist eine Schrauböffnung 75c ausgebildet. Die Schrauböffnung 75c reicht von einer Endfläche auf einer dem Befestigungsabschnitt 74 gegenüberliegenden Seite des Stützabschnitts 75 bis zu einer Innenfläche der Öffnung 75b. Der Halter 72 ist mit einer in die Öffnung 75c eingeschraubten Madenschraube (engl.: set screw) 76 an dem Stützabschnitt 75 befestigt. Eine optische Achse der Linse 73 stimmt mit einer optischen Achse des Halbleiterlaserelements 65 überein (siehe 7). Die Linse 73 ist eine Kondensorlinse (engl.: condenser lens), die das vom Halbleiterlaserelement 65 emittierte Laserlicht L in einem Abstrahlwinkel von einigen Grad bis zu einigen zehn Grad auf dem Werkstück W sammelt (siehe 1).The holder 72 is placed in an opening 75 b formed in the support portion 75 in a state where the holder 72 holds the lens 73 . In the support portion 75, a screw hole 75c is formed. The screw hole 75c extends from an end surface on a side of the support portion 75 opposite to the fixing portion 74 to an inner surface of the hole 75b. The holder 72 is fixed to the support portion 75 with a set screw 76 screwed into the hole 75c. An optical axis of the lens 73 coincides with an optical axis of the semiconductor laser element 65 (see FIG 7 ). The lens 73 is a condenser lens that condenses the laser light L emitted from the semiconductor laser element 65 onto the workpiece W at an emission angle of several degrees to several tens of degrees (see Fig 1 ).

Wie oben beschrieben, ist das Installationselement 13 mit dem Körperabschnitt 21 des Wärmeableiters 11 im ersten Bereich A1 verschraubt, und das Gehäuse 61 ist mit dem Zwischenabschnitt 51 des Installationselements 13 an der Oberfläche 51a des Zwischenabschnitts 51 verschraubt. Das heißt, das Gehäuse 61 ist im ersten Bereich A1 mit dem Wärmeableiter 11 verschraubt, wobei das Installationselement 13 dazwischen angeordnet ist. Darüber hinaus ist das Installationselement 13, wie oben beschrieben, mit dem Körperabschnitt 21 des Wärmeableiters 11 im ersten Bereich A1 verschraubt, und das Trägerelement 71 ist mit dem vorderen Abschnitt 52 des Installationselements 13 an der Oberfläche 52a des vorderen Abschnitts 52 verschraubt. Das heißt, das Trägerelement 71 ist mit dem Wärmeableiter 11 im ersten Bereich A1 verschraubt, wobei das Installationselement 13 dazwischen angeordnet ist. Wie oben beschrieben, ist das Halbleiterlasermodul 14, welches das Gehäuse 61 und das Trägerelement 71 aufweist, im ersten Bereich A1 mit dem Wärmeableiter 11 verschraubt. Da im Laserbestrahlungskopf 10 die Vielzahl von Schrauböffnungen 21f im Seitenwandabschnitt 26 des Körperabschnitts 21 des Wärmeableiters 11 ausgebildet sind, wird das Halbleiterlasermodul 14 im ersten Bereich A1 mit dem Seitenwandabschnitt 26 verschraubt.As described above, the installation member 13 is bolted to the body portion 21 of the heat sink 11 in the first area A1, and the housing 61 is bolted to the intermediate portion 51 of the installation member 13 at the surface 51a of the intermediate portion 51. That is, the housing 61 is bolted to the heat sink 11 in the first area A1 with the installation member 13 interposed therebetween. Furthermore, as described above, the installation member 13 is screwed to the body portion 21 of the heat sink 11 in the first area A1, and the support member 71 is screwed to the front portion 52 of the installation member 13 at the surface 52a of the front portion 52. That is, the support member 71 is bolted to the heat sink 11 in the first area A1 with the installation member 13 interposed therebetween. As described above, the semiconductor laser module 14, which has the housing 61 and the supporting element 71, is screwed to the heat sink 11 in the first region A1. In the laser irradiation head 10, since the plurality of screw holes 21f are formed in the side wall portion 26 of the body portion 21 of the heat sink 11, the semiconductor laser module 14 is screwed to the side wall portion 26 in the first area A1.

Im Übrigen wird in dieser Beschreibung „eine erste Ausgestaltung (Abschnitt, Element, Modul, Verbinder oder dergleichen), die mit einer zweiten Ausgestaltung (Abschnitt, Element, oder dergleichen) in einem Bereich (einschließlich einer Oberfläche und dergleichen) verschraubt wird“ bedeutet, dass die erste Ausgestaltung direkt (ohne dass ein anderes Element dazwischen angeordnet ist) oder indirekt (mit einem anderen Element dazwischen) an der zweiten Ausgestaltung mittels einer Schraube in einem Zustand befestigt ist, in dem sich die erste Ausgestaltung innerhalb des Bereichs oder auf dem Bereich befindet (die erste Ausgestaltung kann in Kontakt mit dem Bereich sein oder die erste Ausgestaltung kann von dem Bereich getrennt sein). Hier ist es möglich, als das Mittel, das eine Schraube verwendet, eine beliebige Kombination von Optionen zu wählen, die aus einem Bolzen, einer Mutter, einer an der ersten Ausgestaltung ausgebildeten Muttergewinde, einem an der ersten Ausgestaltung ausgebildeten Vatergewinde, einer an der zweiten Ausgestaltung ausgebildeten Muttergewinde, einem an der zweiten Ausgestaltung ausgebildeten Vatergewinde und dergleichen ausgewählt sind.Incidentally, in this specification, “a first configuration (section, element, module, connector, or the like) that is bolted to a second configuration (section, element, or the like) in a region (including a surface, and the like)” means, that the first configuration is fixed directly (without any other member interposed therebetween) or indirectly (with any other member interposed) to the second configuration by means of a screw in a state where the first configuration is within the area or on the area (the first configuration can be in contact with the area or the first configuration can be separated from the area). Here, as the means using a screw, it is possible to choose any combination of options consisting of a bolt, a nut, a female thread formed on the first configuration, a male thread formed on the first configuration, one on the second Configuration trained nut thread, one at the second embodiment trained male thread and the like are selected.

In dem Laserbestrahlungskopf 10, der wie oben beschrieben ausgestaltet ist, wird, wenn das Laserlicht L von dem Halbleiterlaserelement 65 emittiert wird, Wärme von dem Halbleiterlaserelement 65 erzeugt. Die vom Halbleiterlaserelement 65 erzeugte Wärme wird durch das Gehäuse 61 an das Installationselement 13 übertragen und im Wärmeabsorptionsbereich 41a des Peltier-Elements 12 gesammelt. Die von dem Wärmeerzeugungsbereich 41b des Peltier-Elements 12 abgeführte Wärme wird an den Wärmeableiter 11 übertragen und von dem Kältemittel R aufgenommen, das durch den Strömungskanal 24 strömt, einschließlich z.B. zwischen den aneinandergrenzenden Vorsprungabschnitten 27 hindurch.In the laser irradiation head 10 configured as described above, when the laser light L is emitted from the semiconductor laser element 65, heat is generated from the semiconductor laser element 65. FIG. The heat generated from the semiconductor laser element 65 is transmitted to the installation member 13 through the case 61 and is collected in the heat absorbing portion 41a of the Peltier element 12 . The heat dissipated from the heat generating area 41b of the Peltier element 12 is transmitted to the heat sink 11 and absorbed by the refrigerant R flowing through the flow passage 24 including between the adjoining projection portions 27, for example.

Wie oben beschrieben, sind im Laserbestrahlungskopf 10 das Halbleiterlasermodul 14, der erste Rohrverbinder 15 und der zweite Rohrverbinder 16 mit dem Wärmeableiter 11 verschraubt. Dementsprechend kann verhindert werden, dass das Halbleiterlasermodul 14, der erste Rohrverbinder 15 und der zweite Rohrverbinder 16 unerwartet von dem Wärmeableiter 11 abfallen, wenn der Laserbestrahlungskopf 10 an dem beweglichen Mechanismus 7, wie z. B. einem Roboterarm, angebracht ist und verwendet wird. Ferner befindet sich der zweite Bereich A2, in dem der erste Rohrverbinder 15 und der zweite Rohrverbinder 16 mit dem Wärmeableiter 11 verschraubt sind, in einer Lage, die den ersten Bereich A1, in dem das Halbleiterlasermodul 14 mit dem Wärmeableiter 11 verschraubt ist, überschneidet. Dementsprechend ist es möglich, das Halbleiterlasermodul 14, den ersten Rohrverbinder 15 und den zweiten Rohrverbinder 16 räumlich effizient auf dem Wärmeableiter 11 anzuordnen und gleichzeitig die Größe des Wärmeableiters 11 zu reduzieren. Wie oben beschrieben, eignet sich der Laserbestrahlungskopf 10 für Anwendungen, bei denen der Laserbestrahlungskopf 10 an der Bewegungseinrichtung 7 befestigt ist und verwendet wird.As described above, in the laser irradiation head 10, the semiconductor laser module 14, the first pipe joint 15 and the second pipe joint 16 are screwed to the heat sink 11. Accordingly, the semiconductor laser module 14, the first tube connector 15, and the second tube connector 16 can be prevented from falling off the heat sink 11 unexpectedly when the laser irradiation head 10 is attached to the movable mechanism 7 such as the head. B. a robotic arm, attached and used. Further, the second area A2 where the first pipe joint 15 and the second pipe joint 16 are screwed to the heat sink 11 is in a position overlapping the first area A1 where the semiconductor laser module 14 is screwed to the heat sink 11. Accordingly, it is possible to arrange the semiconductor laser module 14, the first pipe connector 15, and the second pipe connector 16 on the heat sink 11 in a space-efficient manner while reducing the size of the heat sink 11 at the same time. As described above, the laser irradiation head 10 is suitable for applications where the laser irradiation head 10 is attached to the moving device 7 and used.

Durch die Verschraubung des Halbleiterlasermoduls 14, des ersten Rohrverbinders 15 und des zweiten Rohrverbinders 16 (im Folgenden als „Halbleiterlasermodul 14 und dergleichen“ bezeichnet) mit dem Wärmeableiter 11 werden außerdem die folgenden Effekte erzielt. Selbst wenn die Verschraubung des Halbleiterlasermoduls 14 und dergleichen mit dem Wärmeableiter 11 gelockert wird, schreitet die Lockerung allmählich voran, so dass Anomalien schrittweise auftreten, wie z. B. eine allmähliche Abnahme der Leistung des Laserlichts L. Bevor das Halbleiterlasermodul 14 und dergleichen von dem Wärmeableiter 11 abfallen, erhöht sich daher die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Lockerungen. Verglichen mit dem Fall, dass das Halbleiterlasermodul 14 und dergleichen unerwartet von dem Wärmeableiter 11 abfällt, können daher Schäden an der Laserbestrahlungseinrichtung 1 auf eine geringe Höhe reduziert werden. Darüber hinaus wird durch die Verschraubung des Halbleiterlasermoduls 14 und dergleichen mit dem Wärmeableiter 11 auch die Wartung erleichtert.In addition, by screwing the semiconductor laser module 14, the first pipe joint 15 and the second pipe joint 16 (hereinafter referred to as “semiconductor laser module 14 and the like”) to the heat sink 11, the following effects are obtained. Even if the screwing of the semiconductor laser module 14 and the like to the heat sink 11 is loosened, the loosening progresses gradually, so that abnormalities such as Therefore, before the semiconductor laser module 14 and the like fall off the heat sink 11, the possibility of occurrence of loosening increases. Therefore, compared with the case where the semiconductor laser module 14 and the like fall off the heat sink 11 unexpectedly, damage to the laser irradiation device 1 can be reduced to a small level. In addition, by screwing the semiconductor laser module 14 and the like to the heat sink 11, maintenance is also facilitated.

In dem Laserbestrahlungskopf 10 weist der Wärmeableiter 11 den Körperabschnitt 21 mit dem ersten Bereich A1 und dem zweiten Bereich A2 und den Deckelabschnitt 22 auf, wobei der Körperabschnitt 21 den Ausnehmungsabschnitt 23 aufweist, der den Strömungskanal 24 enthält und sich gegenüber dem ersten Bereich A1 öffnet, und wobei der Deckelabschnitt 22 an dem Körperabschnitt 21 befestigt ist, um den Öffnungsabschnitt 23a des Ausnehmungsabschnitts 23 zu schließen. Dementsprechend kann die Wartung des Strömungskanals 24 in einem Zustand durchgeführt werden, in dem das Halbleiterlasermodul 14, der erste Rohrverbinder 15 und der zweite Rohrverbinder 16 mit dem Körperabschnitt 21 des Wärmeableiters 11 verschraubt sind.In the laser irradiation head 10, the heat sink 11 has the body portion 21 having the first area A1 and the second area A2 and the lid portion 22, the body portion 21 having the recess portion 23 containing the flow channel 24 and opening to the first area A1, and the lid portion 22 is fixed to the body portion 21 to close the opening portion 23a of the recess portion 23. Accordingly, the maintenance of the flow passage 24 can be performed in a state where the semiconductor laser module 14, the first tube connector 15 and the second tube connector 16 are screwed to the body portion 21 of the heat sink 11.

In dem Laserbestrahlungskopf 10 weist der Körperabschnitt 21 den unteren Wandabschnitt 25 und den Seitenwandabschnitt 26 auf, die den Ausnehmungsabschnitt 23 definieren, und die Vorsprungabschnitte 27, die aus dem unteren Wandabschnitt 25 in den Ausnehmungsabschnitt 23 hervorstehen, und der untere Wandabschnitt 25, der Seitenwandabschnitt 26 und die Vorsprungabschnitte 27 sind einstückig ausgebildet. Da Wärme leicht zwischen dem unteren Wandabschnitt 25, dem Seitenwandabschnitt 26 und den Vorsprungabschnitten 27 übertragen wird, kann der Kühleffekt des Halbleiterlasermoduls 14, das mit dem Körperabschnitt 21 verschraubt ist, verbessert werden.In the laser irradiation head 10, the body portion 21 has the bottom wall portion 25 and the side wall portion 26 that define the recess portion 23, and the projection portions 27 that protrude from the bottom wall portion 25 into the recess portion 23, and the bottom wall portion 25, the side wall portion 26 and the boss portions 27 are integrally formed. Since heat is easily transmitted between the bottom wall portion 25, the side wall portion 26 and the projection portions 27, the cooling effect of the semiconductor laser module 14 screwed to the body portion 21 can be enhanced.

In dem Laserbestrahlungskopf 10 ist das Halbleiterlasermodul 14 mit dem Seitenwandabschnitt 26 des Körperabschnitts 21 im ersten Bereich A1 verschraubt. Dadurch kann die Stabilität der Verschraubung des Halbleiterlasermoduls 14 mit dem Körperabschnitt 21 verbessert werden.In the laser irradiation head 10, the semiconductor laser module 14 is screwed to the side wall portion 26 of the body portion 21 in the first area A1. Thereby, the stability of screwing the semiconductor laser module 14 to the body portion 21 can be improved.

In dem Laserbestrahlungskopf 10 weist das Halbleiterlasermodul 14 das Gehäuse 61 auf, welches das Halbleiterlaserelement 65 aufnimmt, und das Trägerelement 71, welches die Linse 73 trägt. Dementsprechend kann der Freiheitsgrad bei der Gestaltung der Linse 73 in Bezug auf das Halbleiterlaserelement 65 verbessert werden.In the laser irradiation head 10, the semiconductor laser module 14 has the housing 61 accommodating the semiconductor laser element 65 and the supporting member 71 supporting the lens 73. As shown in FIG. Accordingly, the degree of freedom in designing the lens 73 with respect to the semiconductor laser element 65 can be improved.

Im Laserbestrahlungskopf 10 sind das Gehäuse 61 und das Trägerelement 71 mit dem Wärmeableiter 11 im ersten Bereich A1 verschraubt, wobei das Installationselement 13 dazwischen angeordnet ist. Dementsprechend ist es zum Beispiel im Vergleich zu einer Ausgestaltung, bei der das Gehäuse 61 und das Trägerelement 71 als separate Elemente angeordnet sind, möglich, die optische Achse des Halbleiterlaserelements 65 und die optische Achse der Linse 73 einfach und genau aufeinander auszurichten. Die Höhen des Halbleiterlaserelements 65 und der Linse 73 können nämlich lediglich mit der Bearbeitungsgenauigkeit des Installationselements 13 verstellbar sein.In the laser irradiation head 10, the case 61 and the support member 71 are bolted to the heat sink 11 in the first area A1 with the installation member 13 interposed therebetween. Accordingly, it is, for example, compared to an embodiment in which the Since the housing 61 and the support member 71 are arranged as separate members, it is possible to easily and accurately align the optical axis of the semiconductor laser element 65 and the optical axis of the lens 73 with each other. Namely, the heights of the semiconductor laser element 65 and the lens 73 can be adjustable only with the processing accuracy of the installation member 13 .

In dem Laserbestrahlungskopf 10 weist das Installationselement 13 die Oberfläche 51a und die Oberfläche 52a parallel zu dem ersten Bereich A1 auf, und die Oberfläche 52a befindet sich in einer niedrigeren Position als die Oberfläche 51a. Das Gehäuse 61 ist dann auf der Oberfläche 51a angeordnet, und das Trägerelement 71 ist auf der Oberfläche 52a angeordnet. Dementsprechend ist es beispielsweise dann, wenn die Linse 73 groß ist, möglich, die optische Achse des Halbleiterlaserelements 65 und die optische Achse der Linse 73 einfach und genau aufeinander auszurichten.In the laser irradiation head 10, the installation member 13 has the surface 51a and the surface 52a parallel to the first area A1, and the surface 52a is in a lower position than the surface 51a. The housing 61 is then placed on the surface 51a and the support member 71 is placed on the surface 52a. Accordingly, for example, when the lens 73 is large, it is possible to easily and accurately align the optical axis of the semiconductor laser element 65 and the optical axis of the lens 73 with each other.

In dem Laserbestrahlungskopf 10 ist das Peltier-Element 12 zwischen dem Wärmeableiter 11 und dem Installationselement 13 angeordnet. Dementsprechend kann das Halbleiterlasermodul 14 durch Wärmeabgabe des Peltier-Elements 12 an den Wärmeableiter 11 so gekühlt werden, dass die Temperatur des Halbleiterlaserelements 65 konstant wird.In the laser irradiation head 10, the Peltier element 12 is arranged between the heat sink 11 and the installation member 13. As shown in FIG. Accordingly, the semiconductor laser module 14 can be cooled by dissipating heat from the Peltier element 12 to the heat sink 11 so that the temperature of the semiconductor laser element 65 becomes constant.

Im Laserbestrahlungskopf 10 befindet sich das Zentrum in Z-Achsenrichtung (Richtung parallel zur Emissionsrichtung des Laserlichts L) des Halbleiterlasermoduls 14 auf der Vorderseite (Seite, von der das Laserlicht L emittiert wird) in Bezug auf das Zentrum in Z-Achsenrichtung der Wärmeableiter 11. Dementsprechend kann hinter dem Halbleiterlasermodul 14 auf dem Wärmeableiter 11 ein Zwischenraum vorgesehen sein, und in dem Zwischenraum kann z.B. die Stromversorgung für das Halbleiterlaserelement 65 angeordnet sein. Darüber hinaus wird die Bearbeitung von Schrauböffnungen im Wärmeableiter 11 erleichtert.In the laser irradiation head 10, the center in the Z-axis direction (direction parallel to the emission direction of the laser light L) of the semiconductor laser module 14 is on the front side (side from which the laser light L is emitted) with respect to the center in the Z-axis direction of the heat sink 11. Accordingly, a space may be provided behind the semiconductor laser module 14 on the heat sink 11, and the power supply for the semiconductor laser element 65, for example, may be disposed in the space. In addition, the processing of screw openings in the heat sink 11 is facilitated.

Gemäß der Laserbestrahlungseinrichtung 1, die den oben beschriebenen Laserbestrahlungskopf 10 aufweist, ist es möglich, eine geeignete Laserbestrahlung zu realisieren.According to the laser irradiation device 1 having the laser irradiation head 10 described above, it is possible to realize suitable laser irradiation.

Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Der Laserbestrahlungskopf 10 kann das Peltier-Element 12 auch nicht aufweisen. Auch in diesem Fall wird die von dem Halbleiterlaserelement 65 erzeugte Wärme durch das Gehäuse 61 und das Installationselement 13 an den Wärmeableiter 11 übertragen und von dem durch den Strömungskanal 24 strömenden Kältemittel R aufgenommen.The present disclosure is not limited to this embodiment. The laser irradiation head 10 may not have the Peltier element 12 either. In this case as well, the heat generated from the semiconductor laser element 65 is transmitted to the heat sink 11 through the housing 61 and the installation member 13 and absorbed by the refrigerant R flowing through the flow passage 24 .

Der Laserbestrahlungskopf 10 kann das Peltier-Element 12 und das Installationselement 13 auch nicht aufweisen. Bei dem in 8 gezeigten Laserbestrahlungskopf 10 sind das Gehäuse 61 und das Trägerelement 71 direkt mit dem Wärmeableiter 11 im ersten Bereich A1 verschraubt. Dementsprechend ist es zum Beispiel im Vergleich zu der Ausgestaltung, bei der das Gehäuse 61 und das Trägerelement 71 als separate Elemente angeordnet sind, möglich, die optische Achse des Halbleiterlaserelements 65 und die optische Achse der Linse 73 einfach und genau aufeinander auszurichten und gleichzeitig den Aufbau zu vereinfachen. Die Höhen des Halbleiterlaserelements 65 und der Linse 73 können nämlich lediglich mit der Bearbeitungsgenauigkeit des Wärmeableiters 11 verstellbar sein.The laser irradiation head 10 may not have the Peltier element 12 and the installation member 13 either. At the in 8th In the laser irradiation head 10 shown, the housing 61 and the support element 71 are screwed directly to the heat sink 11 in the first area A1. Accordingly, for example, compared to the configuration in which the housing 61 and the support member 71 are arranged as separate members, it is possible to easily and accurately align the optical axis of the semiconductor laser element 65 and the optical axis of the lens 73 while maintaining the structure to simplify. Namely, the heights of the semiconductor laser element 65 and the lens 73 can be adjustable only with the machining accuracy of the heat sink 11 .

Hier wird eine Ausgestaltung des in 8 gezeigten Laserbestrahlungskopfes 10 beschrieben. Wie in 8 gezeigt, sind die Rückfläche 61b des Gehäuses 61 und die Rückfläche 68a jedes Befestigungsabschnittes 68 in Kontakt mit der Oberfläche (dritte Oberfläche) 21a des Körperabschnittes 21. Eine Vielzahl von Schrauböffnungen 21g sind im Körperabschnitt 21 so ausgebildet, dass sie sich zumindest zur Oberfläche 21a hin öffnen. Das Gehäuse 61 wird an dem Körperabschnitt 21 befestigt, indem eine Schraube 69 von der dem Körperabschnitt 21 gegenüberliegenden Seite durch eine der Durchgangsöffnungen 68b in eine der Schraubenöffnungen 21g geschraubt wird. Auf diese Weise wird das Gehäuse 61 mit dem Körperabschnitt 21 an der Oberfläche 21a, die den ersten Bereich A1 darstellt, verschraubt.Here is an embodiment of the in 8th shown laser irradiation head 10 described. As in 8th shown, the rear surface 61b of the housing 61 and the rear surface 68a of each attachment portion 68 are in contact with the surface (third surface) 21a of the body portion 21. A plurality of screw holes 21g are formed in the body portion 21 so as to extend at least toward the surface 21a open. The housing 61 is fixed to the body portion 21 by screwing a screw 69 from the side opposite to the body portion 21 through one of the through holes 68b into one of the screw holes 21g. In this way, the housing 61 is bolted to the body portion 21 at the surface 21a constituting the first area A1.

Die Rückfläche 74a des Befestigungsabschnitts 74 des Trägerelements 71 ist in Kontakt mit einer Oberfläche (vierte Oberfläche) 21h des Körperabschnitts 21. Die Oberfläche 21h ist eine Fläche senkrecht zur Y-Achsenrichtung und befindet sich auf einer Seite des Deckelabschnitts 22 in Bezug auf die Oberfläche 21a. Die Hinterfläche 75a des Stützabschnitts 75 des Trägerelements 71 ist in Kontakt mit einer vorderen Fläche 21i des Körperabschnitts 21. Die vordere Fläche 21i ist eine Fläche, die durch einen Stufenunterschied zwischen der Oberfläche 21a und der Oberfläche 21h ausgebildet ist, und ist eine Fläche, die senkrecht zur Z-Achsenrichtung steht. Das Trägerelement 71 wird an dem Körperabschnitt 21 befestigt, indem eine Schraube 54 von der dem Körperabschnitt 21 gegenüberliegenden Seite durch eine der Durchgangsöffnungen 74b in eine der Schrauböffnungen 21f geschraubt wird. Auf diese Weise wird das Trägerelement 71 an der Oberfläche 21h, die den ersten Bereich A1 darstellt, mit dem Körperabschnitt 21 verschraubt. Bei dem in 8 gezeigten Laserbestrahlungskopf 10 weist der Wärmeableiter 11 die Oberfläche 21a und die Oberfläche 21h auf, die den ersten Bereich A1 bilden, und die Oberfläche 21h ist in einer niedrigeren Position als die Oberfläche 21a angeordnet. Dann ist das Gehäuse 61 auf der Oberfläche 21a angeordnet, und das Trägerelement 71 ist auf der Oberfläche 21h angeordnet. Dementsprechend ist es beispielsweise dann, wenn die Linse 73 groß ist, möglich, die optische Achse des Halbleiterlaserelements 65 und die optische Achse der Linse 73 einfach und genau aufeinander auszurichten.The rear surface 74a of the attachment portion 74 of the support member 71 is in contact with a surface (fourth surface) 21h of the body portion 21. The surface 21h is a surface perpendicular to the Y-axis direction and is located on a side of the lid portion 22 with respect to the surface 21a . The rear surface 75a of the support portion 75 of the support member 71 is in contact with a front surface 21i of the body portion 21. The front surface 21i is a surface formed by a step difference between the surface 21a and the surface 21h, and is a surface that is perpendicular to the Z-axis direction. The support member 71 is fixed to the body portion 21 by screwing a screw 54 from the side opposite to the body portion 21 through one of the through holes 74b into one of the screw holes 21f. In this way, the support member 71 is bolted to the body portion 21 at the surface 21h constituting the first area A1. At the in 8th As shown in the laser irradiation head 10, the heat sink 11 has the surface 21a and the surface 21h forming the first area A1, and the surface 21h is in a low arranged at a position higher than the surface 21a. Then, the housing 61 is placed on the surface 21a, and the supporting member 71 is placed on the surface 21h. Accordingly, for example, when the lens 73 is large, it is possible to easily and accurately align the optical axis of the semiconductor laser element 65 and the optical axis of the lens 73 with each other.

Wie in den 9 und 10 gezeigt, kann das Halbleiterlasermodul 14 durch Befestigen des Gehäuses 61 an der Wärmeableiter 11 mit dem dazwischen angeordneten Installationselement 13 und durch Befestigen des Trägerelements 71 an dem Wärmeableiter 11 ohne das dazwischen angeordnete Installationselement 13 mit dem Wärmeableiter 11 im ersten Bereich A1 verschraubt werden. Gemäß dieser Ausgestaltung kann das Peltier-Element 12 zwischen dem Installationselement 13 und dem Wärmeableiter 11 angeordnet werden. Außerdem ist es möglich, die optische Achse des Halbleiterlaserelements 65 und die optische Achse der Linse 73 auf einfache Weise zueinander auszurichten.As in the 9 and 10 1, the semiconductor laser module 14 can be bolted to the heat sink 11 in the first area A1 by fixing the case 61 to the heat sink 11 with the installing member 13 interposed therebetween and by fixing the supporting member 71 to the heat sink 11 without the installing member 13 interposed therebetween. According to this configuration, the Peltier element 12 can be arranged between the installation member 13 and the heat sink 11 . In addition, it is possible to easily align the optical axis of the semiconductor laser element 65 and the optical axis of the lens 73 with each other.

In dem Wärmeableiter 11 können die Vorsprungabschnitte 27, die aus dem unteren Wandabschnitt 25 in den Ausnehmungsabschnitt 23 hervorstehen, die Funktion von Wärmeübertragungsrippen haben oder den Strömungskanal 24 definieren. Darüber hinaus kann, wie in 11 gezeigt, beispielsweise durch Einbetten einer Kältemittelleitung oder dergleichen in den Wärmeableiter 11 der Strömungskanal 24 des Kältemittels R im Wärmeableiter 11 ausgebildet werden. Darüber hinaus ist das Kältemittel R nicht auf Luft beschränkt, sondern kann auch ein anderes Gas, wie z. B. ein Inertgas, oder eine Flüssigkeit, wie z. B. Wasser, sein. In dem Fall, in dem das Kältemittel R Luft ist, kann jedoch verhindert werden, dass das Werkstück W und dergleichen durch das Kältemittel R verunreinigt wird, selbst wenn das Kältemittel R aus dem Wärmeableiter 11 austritt. Außerdem muss das Kältemittel R in dem Fall, in dem das Kältemittel R Luft ist, möglicherweise nicht von dem Strömungskanal 24 zu der Kältemittel-Versorgungsquelle 4 durch den zweiten Rohrverbinder 16 und das zweite Rohr 6 zurückgeführt werden. Darüber hinaus kann in der Laserbestrahlungseinrichtung 1 das Kältemittel R zirkulierend zugeführt werden, während es gekühlt wird.In the heat sink 11, the projection portions 27 protruding from the bottom wall portion 25 into the recess portion 23 may function as heat transfer fins or define the flow passage 24. In addition, as in 11 shown, for example, by embedding a refrigerant pipe or the like in the heat sink 11, the flow channel 24 of the refrigerant R in the heat sink 11 can be formed. In addition, the refrigerant R is not limited to air, but can also be another gas such as. B. an inert gas, or a liquid such. e.g. water. However, in the case where the refrigerant R is air, the workpiece W and the like can be prevented from being contaminated by the refrigerant R even if the refrigerant R leaks out of the heat sink 11 . Also, in the case where the refrigerant R is air, the refrigerant R may not need to be returned from the flow passage 24 to the refrigerant supply source 4 through the second pipe connector 16 and the second pipe 6 . Moreover, in the laser irradiation device 1, the refrigerant R can be circulated while being cooled.

Wie in (a) von 12 gezeigt, kann in dem Halbleiterlasermodul 14 eine Linse 77, die eine Kollimationslinse ist, zwischen dem Gehäuse 61, das das Halbleiterlaserelement 65 aufnimmt, und der Linse 73, die eine Kondensorlinse ist, angeordnet sein. Außerdem kann, wie in (b) von 12 gezeigt, im Halbleiterlasermodul 14 die Linse 77 als Kollimationslinse anstelle der Linse 73, die eine Kondensorlinse ist, angeordnet sein. In (a) und (b) von 12 ist das Trägerelement 71, das mindestens eine der Linsen 73 und 77 trägt, nicht gezeigt; indem jedoch mindestens eine der Linsen 73 und 77 auf dem vom Gehäuse 61 separaten Trägerelement 71 getragen wird, kann der Freiheitsgrad bei der Gestaltung der Linse 73 in Bezug auf das Halbleiterlaserelement 65 verbessert werden.As in (a) of 12 1, in the semiconductor laser module 14, a lens 77, which is a collimating lens, may be arranged between the housing 61, which houses the semiconductor laser element 65, and the lens 73, which is a condenser lens. In addition, as in (b) of 12 1, in the semiconductor laser module 14, the lens 77 may be arranged as a collimating lens instead of the lens 73 which is a condenser lens. In (a) and (b) of 12 the carrier element 71, which supports at least one of the lenses 73 and 77, is not shown; however, by supporting at least one of the lenses 73 and 77 on the supporting member 71 separate from the housing 61, the degree of freedom in designing the lens 73 with respect to the semiconductor laser element 65 can be improved.

Wie in (a) von 13 gezeigt, kann in dem Halbleiterlasermodul 14 anstelle des Fensterelements 61a (siehe 7) die Linse 77, die eine Kollimationslinse ist, auf dem Gehäuse 61 angeordnet sein, welches das Halbleiterlaserelement 65 aufnimmt. Außerdem kann, wie in (b) von 13 gezeigt, im Halbleiterlasermodul 14 anstelle des Fensterelements 61a (siehe 7) die Linse 73, die eine Kondensorlinse ist, auf dem Gehäuse 61 angeordnet sein, welches das Halbleiterlaserelement 65 aufnimmt. Gemäß dieser Ausgestaltung kann die Ausgestaltung des Trägerelements 71, das mindestens eine der Linsen 73 und 77 trägt, vereinfacht werden, und das Trägerelement 71 kann weggelassen werden.As in (a) of 13 shown, in the semiconductor laser module 14 instead of the window member 61a (see 7 ) the lens 77 which is a collimating lens may be arranged on the case 61 which houses the semiconductor laser element 65. FIG. In addition, as in (b) of 13 shown, in the semiconductor laser module 14 instead of the window member 61a (see 7 ) the lens 73, which is a condenser lens, may be placed on the case 61 accommodating the semiconductor laser element 65. According to this configuration, the configuration of the supporting member 71 supporting at least one of the lenses 73 and 77 can be simplified, and the supporting member 71 can be omitted.

Das Halbleiterlasermodul 14 kann eine Vielzahl der Halbleiterlaserelemente 65 aufweisen (zum Beispiel ein Halbleiterlaserelement-Array oder dergleichen). Darüber hinaus kann ein Wärmeverteiler, wie z. B. ein Blatt aus Kohlenstoffgraphit, zwischen den Elementen angeordnet sein, die thermisch miteinander verbunden sind. Darüber hinaus kann die Stromversorgung für das Halbleiterlaserelement 65 am Laserbestrahlungskopf 10 angebracht sein.The semiconductor laser module 14 may include a plurality of the semiconductor laser elements 65 (for example, a semiconductor laser element array or the like). In addition, a heat spreader such as a sheet of carbon graphite, may be placed between the elements which are thermally bonded together. In addition, the power supply for the semiconductor laser element 65 may be attached to the laser irradiation head 10.

BezugszeichenlisteReference List

11
Laserbestrahlungseinrichtung,laser irradiation device,
44
Kältemittel-Versorgungsquelle,refrigerant supply source,
55
erstes Rohr,first pipe,
66
zweites Rohr,second pipe,
77
Bewegungsmechanismus,movement mechanism,
1010
Laserbestrahlungskopf,laser irradiation head,
1111
Wärmeableiter,heat sink,
11a11a
Außenfläche,outer surface,
1212
Peltier-Element,peltier element,
1313
Installationselement,installation element,
1414
Halbleiterlasermodul,semiconductor laser module,
1515
ersterRohrverbinder,first pipe connector,
1616
zweiter Rohrverbinder,second pipe connector,
2121
Körperabschnitt,body part,
21a21a
Oberfläche (dritte Oberfläche),surface (third surface),
21h21h
Oberfläche(vierte Oberfläche),surface(fourth surface),
2222
Deckelabschnitt,cover section,
2323
Ausnehmungsabschnitt,recess section,
23a23a
Öffnungsabschnitt,opening section,
2424
Strömungskanal,flow channel,
2525
unterer Wandabschnitt,lower wall section,
2626
Seitenwandabschnitt,sidewall section,
2727
Vorsprungsabschnitt,protrusion section,
51a51a
Oberfläche (erste Oberfläche),surface (first surface),
52a52a
Oberfläche (zweite Oberfläche),surface (second surface),
6161
Gehäuse,Housing,
6565
Halbleiterlaserelement,semiconductor laser element,
7171
Trägerelement,carrier element,
73,7773.77
Linse,Lens,
A1A1
erster Bereich,first area
A2A2
zweiter Bereich,second area,
RR
Kältemittel.refrigerant.

Claims (12)

Laserbestrahlungskopf, aufweisend: ein Halbleiterlasermodul, das ein Halbleiterlaserelement und eine Linse aufweist; einen Wärmeableiter mit einem Strömungskanal für ein Kältemittel; und einen ersten Rohrverbinder, an/von dem ein erstes Rohr zum Zuführen des Kältemittels zu dem Strömungskanal anbringbar und abnehmbar ist, wobei der Wärmeableiter eine Außenfläche aufweist, die einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich aufweist, der sich mit dem ersten Bereich kreuzt, das Halbleiterlasermodul mit dem Wärmeableiter in dem ersten Bereich verschraubt ist, und der erste Rohrverbinder mit dem Wärmeableiter in dem zweiten Bereich verschraubt ist.Laser irradiation head, comprising: a semiconductor laser module including a semiconductor laser element and a lens; a heat sink with a flow channel for a refrigerant; and a first pipe connector to which a first pipe for supplying the refrigerant to the flow passage is attachable and detachable, wherein the heat sink has an outer surface that has a first area and a second area that intersects with the first area, the semiconductor laser module is bolted to the heat sink in the first area, and the first tube connector is bolted to the heat sink in the second region. Laserbestrahlungskopf nach Anspruch 1, der ferner einen zweiten Rohrverbinder aufweist, an/von dem ein zweites Rohr zum Ablassen des Kältemittels aus dem Strömungskanal anbringbar und abnehmbar ist, wobei der zweite Rohrverbinder mit dem Wärmeableiter in dem zweiten Bereich verschraubt ist.laser irradiation head claim 1 further comprising a second pipe joint to/from which a second pipe for discharging the refrigerant from the flow passage is attachable and detachable, the second pipe joint being screwed to the heat sink in the second region. Laserbestrahlungskopf nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Wärmeableiter einen Körperabschnitt, der den ersten Bereich und den zweiten Bereich aufweist, und einen Deckelabschnitt aufweist, der Körperabschnitt einen Ausnehmungsabschnitt aufweist, der den Strömungskanal und eine Öffnung gegenüber dem ersten Bereich aufweist, und der Deckelabschnitt an dem Körperabschnitt befestigt ist, um einen Öffnungsabschnitt des Ausnehmungsabschnitts zu schließen.laser irradiation head claim 1 or 2 , wherein the heat sink has a body portion having the first region and the second region and a lid portion, the body portion has a recessed portion having the flow channel and an opening opposite to the first region, and the lid portion is fixed to the body portion to to close an opening portion of the recessed portion. Laserbestrahlungskopf nach Anspruch 3, wobei der Körperabschnitt einen unteren Wandabschnitt und einen Seitenwandabschnitt aufweist, die den Ausnehmungsabschnitt definieren, und einen Vorsprungabschnitt, der von dem unteren Wandabschnitt in den Ausnehmungsabschnitt hervorsteht, und der untere Wandabschnitt, der Seitenwandabschnitt und der Vorsprungabschnitt einstückig ausgebildet sind.laser irradiation head claim 3 wherein the body portion has a bottom wall portion and a side wall portion defining the recessed portion, and a boss portion protruding from the bottom wall portion into the recessed portion, and the bottom wall portion, the side wall portion and the boss portion are integrally formed. Laserbestrahlungskopf nach Anspruch 4, wobei das Halbleiterlasermodul mit dem Seitenwandabschnitt im ersten Bereich verschraubt ist.laser irradiation head claim 4 , wherein the semiconductor laser module is screwed to the side wall portion in the first area. Laserbestrahlungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Halbleiterlasermodul ferner ein Gehäuse aufweist, welches das Halbleiterlaserelement aufnimmt, sowie ein Trägerelement, welches die Linse trägt.Laser irradiation head according to one of Claims 1 until 5 , wherein the semiconductor laser module further comprises a housing which accommodates the semiconductor laser element, and a support member which supports the lens. Laserbestrahlungskopf nach Anspruch 6, der ferner ein Installationselement aufweist, das zwischen dem Wärmeableiter und dem Halbleiterlasermodul angeordnet ist, wobei das Gehäuse und das Trägerelement mit dem Wärmeableiter in dem ersten Bereich verschraubt sind, wobei das Installationselement dazwischen angeordnet ist.laser irradiation head claim 6 further comprising an installation member interposed between the heat sink and the semiconductor laser module, wherein the housing and the support member are bolted to the heat sink in the first region with the installation member interposed therebetween. Laserbestrahlungskopf nach Anspruch 7, wobei das Installationselement eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche parallel zu dem ersten Bereich aufweist, die zweite Oberfläche sich an einer tieferen Stelle als die erste Oberfläche befindet, das Gehäuse auf der ersten Oberfläche angeordnet ist, und das Trägerelement an der zweiten Oberfläche angeordnet ist.laser irradiation head claim 7 wherein the installation member has a first surface and a second surface parallel to the first portion, the second surface is at a lower location than the first surface, the housing is disposed on the first surface, and the support member is disposed on the second surface . Laserbestrahlungskopf nach Anspruch 7 oder 8, der ferner ein Peltier-Element aufweist, das zwischen dem Wärmeableiter und dem Installationselement angeordnet ist.laser irradiation head claim 7 or 8th , which further comprises a Peltier element, which is arranged between the heat sink and the installation element. Laserbestrahlungskopf nach Anspruch 6, wobei das Gehäuse und das Trägerelement im ersten Bereich direkt mit dem Wärmeableiter verschraubt sind.laser irradiation head claim 6 , wherein the housing and the support element are screwed directly to the heat sink in the first area. Laserbestrahlungskopf nach Anspruch 10, wobei der Wärmeableiter eine dritte Oberfläche und eine vierte Oberfläche aufweist, die der erste Bereich ist, die vierte Oberfläche sich an einer tieferen Stelle als die dritte Oberfläche befindet, das Gehäuse an der dritten Oberfläche angeordnet ist, und das Trägerelement an der vierten Oberfläche angeordnet ist.laser irradiation head claim 10 , wherein the heat sink has a third surface and a fourth surface, which is the first region, the fourth surface is at a lower location than the third surface, the housing is disposed on the third surface, and the support member is disposed on the fourth surface. Laserbestrahlungseinrichtung, die Folgendes aufweist: den Laserbestrahlungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 11; das erste Rohr, das flexibel ist und mit dem ersten Rohrverbinder verbunden ist; eine Kältemittel-Versorgungsquelle, die ausgestaltet ist, das Kältemittel dem Strömungskanal durch das erste Rohr zuzuführen; und einen Bewegungsmechanismus, der ausgestaltet ist, den Laserbestrahlungskopf zu bewegen.A laser irradiation device comprising: the laser irradiation head according to any one of Claims 1 until 11 ; the first tube being flexible and connected to the first tube connector; a refrigerant supply source configured to supply the refrigerant to the flow passage through the first tube; and a moving mechanism configured to move the laser irradiation head.
DE112021004980.1T 2020-09-23 2021-08-31 Laser irradiation head and laser irradiation device Pending DE112021004980T5 (en)

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